Física 4 – UFRJ – 2019.1 – PF – Questão 14
Um estudante de laboratório de Física Moderna realiza um experimento para estimar a constante de Planck e a função trabalho de um material, observando o efeito fotoelétrico. Os pontos experimentais obtidos do potencial de corte versus a frequência da luz incidente para um mesmo material estão no gráfico a seguir. A curva contínua representa uma porção da reta que melhor se ajusta aos dados experimentais.
Através do gráfico, determine a função trabalho do material:
a) .
b) .
c) .
d) .
Passo 1
Fala pessoal, beleza?
Nesse exercício vamos trabalhar um pouco com efeito fotoelétrico. Sabemos que, quando luz de frequência incide num metal, elétrons podem ser ejetados com energia cinética dada por
Nessa expressão, é a função trabalho. Por outro lado, a energia cinética se relaciona com o potencial de corte por
Assim,
Ou ainda,
Com isso, esperamos que o gráfico de em função de seja uma reta.
Passo 2
O enunciado deu para gente um gráfico com o ajuste dessa reta. Vamos escrever
Para obter e , vamos considerar os seguintes pontos da reta:
O primeiro é e , e o segundo é e . Com isso, montamos o sistema:
Subtraindo uma equação pela outra:
Substituindo na primeira equação:
Assim,
Comparando as equações:
Vemos que , de modo que
Como esse exercício requer um ajuste, é obvio que não vamos bater certinho com a resposta. Escolhendo outros pontos achamos outros valores. O que importa é a ordem de grandeza estar correta. Observe que está bem perto de . Desta forma, vamos ficar com a alternativa 😉!
Resposta
Alternativa A.