Ano 2022#fisica#fisica-moderna#efeito-fotoeletrico#espectro-hidrogenio#funcao-trabalho#fase2#discursiva

Sobre o tema

O efeito fotoelétrico é um fenômeno fundamental da física moderna que demonstra a natureza quântica da luz. Quando fótons de energia suficiente incidem sobre uma superfície metálica, elétrons são emitidos. A energia cinética máxima desses elétrons é dada pela equação de Einstein: Kmax = hf - φ, onde φ é a função trabalho do metal, que representa a energia mínima para remover um elétron. O potencial de corte Vc está relacionado a Kmax por Kmax = eVc. A partir de medições de Vc para diferentes comprimentos de onda, é possível determinar φ. Este problema também conecta o efeito fotoelétrico com o espectro do átomo de hidrogênio, onde fótons emitidos em transições eletrônicas podem ter energia suficiente para causar a emissão de fotoelétrons, desde que excedam a função trabalho.

Tópicos relacionados

  • Efeito fotoelétrico
  • Função trabalho
  • Espectro do hidrogênio
  • Potencial de corte
  • Saltos quânticos

Enunciado

Questao 10. Uma placa metalica e iluminada com radiacao de diferentes comprimentos de onda a fim de
coletar fotoeletrons. Os eletrons emitidos sao desacelerados por uma diferenca de potencial, e os potenciais
de corte para os quais a corrente eletrica deixa de ser detectada para cada comprimento de onda isolado sao
apresentados na tabela a seguir.
λ (˚A) V (V)
c
250 37
150 70
110 100
50 235
Faca o que se pede nos itens a seguir.
(a) Determine, em eV, a funcao trabalho da placa metalica.
(b) Em seguida, foi utilizada uma lampada de hidrogenio para iluminar a mesma placa metalica. Determine
de quais saltos quanticos dos eletrons do atomo de H e possivel obter radiacao capaz de emitir fotoeletrons
da placa metalica considerada.

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Perguntas frequentes

O que é efeito fotoelétrico?

É a emissão de elétrons de uma superfície metálica quando iluminada por luz de frequência suficientemente alta, explicado por Einstein como resultado da transferência de energia de fótons para elétrons.

Como calcular a função trabalho de um metal?

A função trabalho φ pode ser obtida pelo gráfico do potencial de corte Vc versus a frequência da luz: φ = hf0, onde f0 é a frequência de corte, ou a partir de dados de Vc para diferentes comprimentos de onda usando a equação e Vc = hc/λ - φ.

Quais são as séries do espectro do hidrogênio?

As principais séries são: Lyman (transições para n=1, ultravioleta), Balmer (para n=2, visível e ultravioleta próximo), Paschen (para n=3, infravermelho) e outras, cada uma com fótons de energias específicas.

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