Question

Sabendo que a energia de trabalho que prende os elétrons à superfície de uma placa metálica é igual a 30 eV, e que a luz/onda que incide sobre essa placa tem frequência igual a 20 1015 , determine se os elétrons conseguirão sair da superfície da placa e, se sim, com qual energia. Adote constante de Plank (h) igual a 6,6 10−34 �

Answer 1

Resposta:

Sim, com energia de 52,5 eV.

Explicação:

O que é o efeito fotoelétrico?

• O efeito fotoelétrico é a emissão de elétrons de algum material quando incidimos luz de determinada frequência sobre ele. Esse fenômeno foi explicado por Albert Einstein em 1905, o que lhe garantiu o prêmio Nobel de Física alguns anos mais tarde.

• Com isso foi possível confirmar a quantização da luz, isto é, que ela é feita de pequenos pacotes de energia chamados fótons.

• Esse fenômeno é uma extensão do conceito da conservação da energia, ou seja, energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.

• Suponha que temos uma placa de metal e incidimos luz de uma certa frequência nela. Cada material tem uma característica própria dele que chamamos de energia de trabalho ou simplesmente função trabalho, a energia mínima necessária para ejetar um elétron.

• Se a energia luminosa (energia dos fótons) fornecida ao metal for igual ou maior a energia de trabalho haverá a emissão de elétrons, que saem do material com uma certa velocidade e, portanto, com energia cinética. Matematicamente, o efeito fotoelétrico pode ser escrito como:

------------------------------------------------

$\\\mathsf{E_{(eletron)}=E_{(foton)}-E_{(trabalho)}}\\\\\boxed{\mathsf{E_c=h.f-\phi}}$

onde:

h = constante de Planck;

f = frequência da luz incidente;

Φ = energia de trabalho.

------------------------------------------------

• Como as energias envolvidas aqui são muito pequenas, utilizamos a unidade elétron-volt (eV) para medirmos, definida por:

        1 eV = 1,6 . 10⁻¹⁹ J

Sem mais delongas, vamos a solução!

* Solução:

Dados:

Φ = 30 eV

f = 20 . 10¹⁵ Hz

h = 6,6 . 10⁻³⁴ J.s

1 eV = 1,6 . 10⁻¹⁹ J

1. Para ejetar um elétron, a energia do fóton incidente deve ser maior que a energia de trabalho. Temos:

$\mathsf{E_{(foton)}=h.f}\\\\\mathsf{E_{(foton)}=(6,6\cdot10^{-34})\cdot(20\cdot10^{15})}\\\\\mathsf{E_{(foton)}=132\cdot10^{-19}\,J}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{E_{(foton)}=82,5\,eV}}$

2. Logo, a energia fornecida é suficiente para ocorrer emissão de elétrons. A energia cinética do elétron ejetado é:

$\mathsf{E_c=h.f-\phi}\\\\\mathsf{E_c=82,5-30}\\\\\therefore \boxed{\mathsf{E_c=52,5\,eV}}$

Continue aprendendo com o link abaixo:

Energia de um fóton

https://brainly.com.br/tarefa/29126815

Bons estudos! =D

Equipe Brainly