Célula Fotoelétrica - UEPA 2014

por Convidado Dom 15 Dez 2013, 16:15

A célula fotovoltaica e a célula fotoelétrica são dispositivos muito utilizados na eletrônica, seja em circuitos de controle de portas automáticas, postes de luz e alarmes de incêndio, seja como fonte alternativa de energia elétrica, caso em que são chamados de células solares. A figura abaixo mostra um esquema simplificado de uma célula fotoelétrica cujo anodo é feito de um material com função trabalho igual a 3,0 eV. O comprimento de onda da luz incidente na placa é 155 nm. Nessas condições, a diferença de potencial mínima que deve ser aplicada para que a corrente observada no amperímetro seja nula, em V, é igual a:

a) 3

b) 5

c) 7

d) 9

e) 11

Gabarito Preliminar: B

por Thiago Lira Qui 09 Jan 2014, 03:54

Para a resolução desta questão, usaremos a equação fotoelétrica geral. Ela pode ser escrita da seguinte maneira:

Célula Fotoelétrica - UEPA 2014 7ao

Onde no primeiro termo está a energia cinética máxima que um fotoelétron pode adquirir no experimento; hf corresponde à frequência da onda eletromagnética usada; e hfo, à frequência de corte dos átomos do elemento em questão.
A equação pode ser modificada, então:
Célula Fotoelétrica - UEPA 2014 Pxu

E, substituindo os valores:

Célula Fotoelétrica - UEPA 2014 B0x

É importante notar que, no efeito fotoelétrico, a energia cinética total de um elétron após a colisão com um fóton é aproximadamente nula. Deste modo, os elétrons não transitam no frasco e, com isto, o amperímetro não pode medir a presença de corrente elétrica.

Caso existam dificuldades na visualização das equações acima, por favor, contatem-me. Espero ter ajudado.

por fakacaca04 Sex 27 Nov 2015, 07:21

as imagens não estao aparecendo.

por Alfredo0 Qua 06 Dez 2017, 01:02

As imagens das equações não estão aparecendo.

por **Claudir** Qua 06 Dez 2017, 02:11

A energia cinética dos elétrons deve ser equilibrada pela diferença de potencial aplicada, para que esses elétrons não se movam pelo circuito:

$\\\\E_c=h.f-\Phi =e.V\to \frac{h.c}{\lambda }-\Phi=e.V\to V=\frac{h.c}{e.\lambda }-\frac{\Phi}{e}\\\\V=\frac{6,62.10^{-34}.3.10^8}{1,6.10^{-19}.155.10^{-9}}-3=\boxed{5\ V}$