Física Pai d'égua
Efeito fotoelétrico

Problemas   Física Moderna

Efeito fotoelétrico

Um fóton de uma radiação eletromagnética possui comprimento de onda igual a 200 nm. Essa radiação incide em cálcio com função trabalho igual a 2.9 eV. Qual a energia do fotoelétron emitido?

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Fazer outro



Dado:
λ = 200 nm
φ = 2.9 eV
Ecmáx = ?

Este comprimento de onda corresponde a uma onda de Ultravioleta
\begin{multline} E = \frac{ 1240 }{ \lambda } \end{multline} \begin{multline} E = \frac{ 1240 }{ 200 } \end{multline} E = 6.2 eV

A energia cinética máxima do elétron ejetado é calculada a partir da equação de Einstein do efeito fotoelétrico.
\begin{multline} E = \phi + E_{cmáx} \end{multline}Isolando Ecmáx obtemos:
\begin{multline} E_{cmáx} = E - \phi \end{multline}Substituindo os valores teremos:
\begin{multline} E_{cmáx} = 6.2 - 2.9 \end{multline}\begin{multline} E_{cmáx} = 3.3 \; eV \end{multline}Freqüência de Corte
É a freqüência mínima para que haja o efeito fotoelétrico.
Para que haja o efeito fotoelétrico a energia do fóton tem que ser maior ou igual a função trabalho.
\begin{multline} E \geq \phi \end{multline}\begin{multline} hf \geq \phi \end{multline}\begin{multline} f \geq \frac{ \phi}{h} \end{multline}\begin{multline} f \geq \frac{ 2.9}{4.14 \times 10^{14}} \end{multline}\begin{multline} f \geq 7 \times 10^{ 13} \end{multline}Freqüência de corte fc = 7 x 1013 Hz

Associado a freqüência de corte temos o comprimento máximo para que ocorra o efeito fotoelétrico.
Comprimento de onda de corte λc = 427.59 nm

Gráfico (Ecmáx x f)
Abaixo o gráfico representa a energia cinética máxima em função da freqüência. O efeito fotoelétrico so ocorre para radiações de freqüências maiores que fc indicada no eixo f.

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