Efeito fotoelétrico - UFSC

Em um laboratório, são fornecidas a um estudante duas lâmpadas de luz monocromática. Uma emite luz com comprimento de onda correspondente ao vermelho (lambida=6,2 x 10^-7 m) e com potência de 150 watts. A outra lâmpada emite luz com comprimento de onda correspondente ao violeta (lambida=3,9 x 10^-7 m) e cuja potência é de 15 watts. O estudante deve realizar uma experiência sobre o efeito fotoelétrico. Inicialmente, ele ilumina uma placa de lítio metálico com a lâmpada de 150 W e, em seguida, ilumina a mesma placa com a lâmpada de 15 W. A freqüência-limite do lítio metálico é aproximadamente 6,0 x 10^14 Hz.

Em relação à descrição apresentada, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. Ao iluminar a placa de lítio com a lâmpada de 15W, elétrons são ejetados da superfície metálica.

02. Como a lâmpada de luz vermelha tem maior potência, os elétrons serão ejetados da superfície metálica, ao iluminarmos a placa de lítio com a lâmpada de 150 W.

04. A energia cinética dos elétrons, ejetados da placa de lítio, é diretamente proporcional à freqüência da luz incidente.

08. Quanto maior o comprimento de onda da luz utilizada, maior a energia cinética dos elétrons ejetados da superfície metálica.

16. Se o estudante iluminasse a superfície de lítio metálico com uma lâmpada de 5 W de luz monocromática, com comprimento de onda de 4,6 x 10-7 m (luz azul), os elétrons seriam ejeta-dos da superfície metálica do lítio.

32. Se o estudante utilizasse uma lâmpada de luz violeta de 60 W, a quantidade de elétrons ejetados da superfície do lítio seria quatro vezes maior que a obtida com a lâmpada de 15 W.

64. A energia cinética dos elétrons ejetados, obtida com a lâmpada de luz vermelha de 150 W, é dez vezes maior que a obtida com a lâmpada de luz violeta de 15 W.

R: 01+04+16+32

Qual é a resolução?

A frequência limite determina a "função trabalho" do elétron que corresponde à energia mínima capaz de arrancar o elétron do átomo.



Um fóton com energia igual à função trabalho consegue arrancar um elétron com energia cinética zero. Quando a energia do fóton supera esse valor a diferença resulta em energia cinética






em que h é a constante de Planck. A intensidade da energia da radiação não aumenta a velocidade dos elétrons arrancados, mas faz aumentar a quantidade de elétrons arrancados. Duas radiações de mesma frequência e intensidades diferentes arrancarão quantidades diferentes de elétrons com a mesma energia cinética.

Em função dos comprimentos de onda da radiação temos



Resumindo:

1) a frequência da radiação determina se elétrons serão arrancados.
2) a potência da radição determina a quantidade de elétrons arrancados, satisfeito o ítem anterior.

Boa noite, colegas,

eu gostaria de saber a respeito do número de elétrons, ejetados de suas eletrosferas, em razão da potência da lâmpada.
Alguém poderia responder?

Olá, amigos...

Se não for demais, e quanto à velocidade dos elétrons dentro das eletrosferas?


Lucas Ribeiro

lucasribeiro escreveu:Boa noite, colegas,

eu gostaria de saber a respeito do número de elétrons, ejetados de suas eletrosferas, em razão da potência da lâmpada.
Alguém poderia responder?

Considere as seguintes premissas:

1) suponhamos uma radiação cuja frequência seja igual ou superior à função trabalho dos elétrons em que ela vai incidir.
2) nesse caso cada fóton será capaz de ejetar um elétron.
3) seja P a potência da radiação e f sua frequência e S a área atingida.

a energia de cada fóton será e a energia da radiação será



o número de fótons (assim como o número de elétrons arrancados) será



O número de elétrons é diretamente proporcional à potência da fonte radiante.

Euclides,

eu nunca encontro quem me responda essas perguntas! Você pode me dizer onde encontrar uma tabela de frequências-limite do maior número de materiais o possível?

A tabela abaixo (fonte: USP) fornece a função trabalho (hf) para diversos materiais:

http://fep.if.usp.br/~profis/experimentando/diurno/downloads/Tabela%20de%20Funcoes%20Trabalho%20de%20Alguns%20Metais.pdf

Em termos de eV = 1,6e-19 J. Logo, a frequência-limite = N(eV/h) ?

Agradecido.
Lucas