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Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

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Enunciado

Física 4 – UFRJ – 2019.1 – P2 – Questão 12

Numa aula de física moderna, um estudante obtém os seguintes valores para o potencial de corte, V 2 e V 1 , para as frequências de luz incidente f 2 e f 1 , respectivamente. Com esses dados, a razão entre a carga do elétron pela constante de Planck, e / h , pode ser dada pela expressão:

a) f 2 - f 1 V 2 - V 1 .

b) f 2 - f 1 V 1 - V 2 .

c) V 2 - V 1 f 1 - f 2 .

d) V 2 - V 1 f 2 - f 1 .

e) Impossível encontrar esta quantidade.

Passo 1

Fala galerinha, bora resolver mais uma questão de física 4?

Esse é um problema sobre efeito fotoelétrico. Vamos lembrar um pouquinho como é isso...

Quando incidimos radiação sobre um metal, elétrons podem ser ejetados do metal. A energia cinética com que os elétrons são ejetados é

K = h f - w ,

onde w é a função trabalho do metal. Além disso, a energia cinética se relaciona com o potencial de corte por

K = e V ,

onde e é a carga elementar. Com isso, temos

e V = h f - w

Passo 2

Com isso, usando as frequências f 1 e f 2 , temos

e V 1 = h f 1 - w e V 2 = h f 2 - w

Note que usei o mesmo w nas duas equações pois ele depende apenas do metal, não da frequência da luz incidente! Isolando w na primeira equação:

w = h f 1 - e V 1

Substituindo na segunda:

e V 2 = h f 2 - h f 1 - e V 1

Logo,

e V 2 - V 1 = h f 2 - f 1

Com isso,

e h = f 2 - f 1   V 2 - V 1

Note que essa é uma forma de obter experimentalmente a razão e / h . A resposta está na alternativa A 😉.

Resposta

Alternativa A.

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