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(UFJF) Efeito Fotoelétrico

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Mensagem por O Ceifador de Vagas 26/2/2019, 10:02 pm

W. Hallwachs (1871) observou o seguinte efeito com uma placa de zinco inicialmente neutra, conectada com um eletroscópio: quando a placa era iluminada com luz ultravioleta de freqüência f e intensidade I, ela se carregava positivamente até um certo potencial máximo U. Repetindo-se a experiência, variando-se f ou I (e deixando-se a outra grandeza constante), observa-se o seguinte:




a) Entre o começo de iluminação da placa com luz e o começo de aumento do potencial (de zero até U), passa-se um certo tempo, dependente da intensidade I, suficiente para os elétrons ganharem a energia necessária para sair da placa.

b)Aumentando-se a intensidade I, o potencial máximo U aumenta.

c)Aumentando-se a frequência f, o potencial máximo U fica constante

d)Diminuindo-se a freqüência f continuamente até zero, o efeito permanece para todas as frequências f maiores do que zero.

e) Diminuindo-se a freqüência f continuamente até zero, o efeito permanece só para frequências maiores do que uma freqüência limite f1 e é ausente para frequências entre fe zero.



Gabarito: (E)

Alguém poderia oferecer as explicações do que realmente aconteceria nos cenários a,b e c? Não encontrei nenhuma explicação na Internet sobre
essa questão.

O Ceifador de Vagas
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(UFJF) Efeito Fotoelétrico Empty Re: (UFJF) Efeito Fotoelétrico

Mensagem por Unßer 27/2/2019, 12:31 am

O Ceifador de Vagas escreveu:W. Hallwachs (1871) observou o seguinte efeito com uma placa de zinco inicialmente neutra, conectada com um eletroscópio: quando a placa era iluminada com luz ultravioleta de freqüência f e intensidade I, ela se carregava positivamente até um certo potencial máximo U. Repetindo-se a experiência, variando-se f ou I (e deixando-se a outra grandeza constante), observa-se o seguinte:




a) Entre o começo de iluminação da placa com luz e o começo de aumento do potencial (de zero até U), passa-se um certo tempo, dependente da intensidade I, suficiente para os elétrons ganharem a energia necessária para sair da placa.

b)Aumentando-se a intensidade I, o potencial máximo U aumenta.

c)Aumentando-se a frequência f, o potencial máximo U fica constante

d)Diminuindo-se a freqüência f continuamente até zero, o efeito permanece para todas as frequências f maiores do que zero.

e) Diminuindo-se a freqüência f continuamente até zero, o efeito permanece só para frequências maiores do que uma freqüência limite f1 e é ausente para frequências entre fe zero.



Gabarito: (E)

Alguém poderia oferecer as explicações do que realmente aconteceria nos cenários a,b e c? Não encontrei nenhuma explicação na Internet sobre
essa questão.

Gráfico para auxiliá-lo:
 (UFJF) Efeito Fotoelétrico Sem_tz10

A) Essa alternativa traz uma incoerência ao destacar a Intensidade como o principal fator necessário para que ocorra o efeito fotoelétrico, pois na verdade depende da frequência(que é mantida constante, segundo a questão), também chamada de Frequência de corte. Na verdade, a quanto maior a Intensidade maior será o efeito fotoelétrico, porém você tem que atingir um limiar excitatório que seria a frequência de corte(F1 no Gráfico). Isto quer dizer que: "o número de elétrons arrancados é diretamente proporcional à intensidade da radiação eletromagnética incidente, ou seja, aumentando a intensidade “número” da radiação incidente no metal, aumenta-se o nível energético dos fótons incidentes, aumentando assim o número de elétrons arrancados."

B)Novamente relacionando o aumento da Intensidade com o potencial, com a frequência constante. Ou seja, é inútil você manter a frequência constante, esperando o potencial máximo U aumentar.
Note esse gráfico retirado de outra Questão(EFEITO FOTOELÉTRICO) aqui no Fórum: (UFJF) Efeito Fotoelétrico Questa10
C)Outra incoerência,pois você pode manter a Intensidade constante, e aumentar a Freqüência que o Potencial máximo U aumenta. O fato da intensidade está constante, não quer dizer que não está chegando energia na placa.

De onde eu tirei isso? 
    (UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif.latex?E%3Dh  ; Onde (UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif= Frequência miníma de corte . h= constante de Planck.  -> Equação de Einstein ~> Usarei para o Calculo da Energia do fóton...
    Energia do fóton= Função de trabalho do metal((UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif) + Energia cinética do elétron emitido
 Lembrando:  (UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif  no meu Gráfico seria -E.
Para a Energia cinética do elétron irei usar = (UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif.latex?V_o
(UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif.latex?h.f_o%3D%5Cphi%20+%20V_o  --->  (UFJF) Efeito Fotoelétrico Gif.latex?h.f_1%3D%5Cphi%20+%20V_o  (Notou a correlação com o segundo gráfico postado?!)
Conclusão: A energia cinética do elétron ejetado do metal aumenta linearmente com a frequência da radiação incidente.


Letra E está mais completa e de acordo com os pressuposto do efeito foto-elétrico.
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(UFJF) Efeito Fotoelétrico Empty Re: (UFJF) Efeito Fotoelétrico

Mensagem por O Ceifador de Vagas 27/2/2019, 7:29 am

Ótima explicação, muito obrigado, agora compreendi a questão.  cheers

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