Efeito fotoelétrico - UFSC

Relembrando a primeira mensagem :

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?

Irei responder aqui da forma como cheguei nas respostas:

Considerando a velocidade da luz no vácuo igual a 300000000 m/s, então:

01. lâmpada de 15W- V= hF --- 3x10^8= 3,9x10^-7.F
F ~= 7,6x10^14Hz
lampada de 150W - V= hF ------ 3x10^8= 6,2x10^-7.F
F~= 4,8x10^14Hz
Diante disso, devido a frequência limite ser igual a 6x10^14 Hz, a lâmpada de 15W promove o efeito fotoelétrico, e a de 150W não promove.

Sendo assim, a 01 esta correta.
A 02 está incorreta pelo fato de que a lâmpada de 150W não ejetar elétrons.
04 está correta, visto que Ec= Efoton -Wmaterial;
Ec= hF - Wmaterial. Por isso, quanto maior a frequência da luz, maior vai ser a energia que sobra depois de descontada a função trabalho do material da energia total do foton.
08 está incorreta pois quanto maior o comprimento de onda, menor vai ser a frequência, e como visto na alternativa anterior, a Ecinetica depende diretamente da frequência.
16 está correta pois: V= hF ----- 3x10^8=4,6x10^-7.F
F~=6,5x10^14 Hz
A 32 está correta tendo em vista que a potência tem relação com a quantidade de luz emitida, e por isso tem relação com a quantidade de fotons emitidos. Diante disso, tendo em vista que o número de fotons incidentes não aumenta a Ecinetica, mas sim o número de elétron desprendidos, 15W x 4= 60W. Portanto, 4x mais elétron obtidos.

64 está incorreta pois a lâmpada de 150W não desprende elétrons.


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