Ano 2022#physics

Sobre o tema

O efeito fotoelétrico, descoberto por Heinrich Hertz em 1887 e explicado por Albert Einstein em 1905, foi crucial para o desenvolvimento da mecânica quântica. Nele, fótons incidentes em uma superfície metálica podem ejetar elétrons, desde que sua energia (hf) supere uma energia mínima característica do metal, chamada função trabalho. Esse fenômeno não podia ser explicado pela física clássica, que previa que a energia dos elétrons dependeria da intensidade da luz, não da frequência. Einstein propôs que a luz é composta por quanta de energia (fótons), cada um com energia proporcional à sua frequência. Essa ideia rendeu-lhe o Prêmio Nobel de 1921 e fundamenta dispositivos como células fotoelétricas e equipamentos de visão noturna, que convertem luz em sinal elétrico.

Tópicos relacionados

  • Efeito fotoelétrico
  • Constante de Planck
  • Ordem de grandeza
  • Energia dos fótons
  • Física quântica

Enunciado

Note e adote:
Constante de Planck: h = 6,63 x 10^(-34)J.s
Alguns equipamentos de visão noturna têm seu
funcionamento baseado no efeito fotoelétrico, uma das
primeiras descobertas que contribuíram para o surgimento da
mecânica quântica. Nesses equipamentos, fótons de
frequência f emitidos por um objeto incidem sobre uma
superfície metálica. Elétrons são então liberados da superfície
e acelerados por um campo elétrico. Em seguida, o sinal
eletrônico é amplificado e produz uma imagem do objeto.
Diferentemente do que a física clássica prevê, apenas os
elétrons com energia hf acima de uma certa energia mínima
E são liberados da superfície metálica.
0
Considerando a incidência de fótons com frequência da
ordem de 1014 Hz, a ordem de grandeza do valor limite de E
0
para que o equipamento funcione deve ser:

Alternativas

  • A)

    10^(-50) J

  • B)

    10^(-40) J

  • C)

    10^(-30) J

  • D)

    10^(-20) J

  • E)

    10^(-10) J

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Perguntas frequentes

O que é o efeito fotoelétrico?

É a emissão de elétrons por um material (geralmente metálico) quando exposto à luz de frequência suficientemente alta, explicada por Einstein como resultado da absorção de fótons.

Como Einstein explicou o efeito fotoelétrico?

Einstein propôs que a luz é composta por fótons de energia E = hf, e que um elétron só é ejetado se a energia do fóton for maior que a função trabalho do metal.

Qual a importância da constante de Planck no efeito fotoelétrico?

A constante de Planck (h) relaciona a frequência da luz à energia dos fótons, sendo essencial para calcular a energia mínima necessária para arrancar elétrons.

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