Determine a região do espectro eletromagnético em que está localizada a frequência mínima (comprimento de onda máxima) de cada material para que se observe o efeito fotoelétrico e preencha a última coluna.
Material |
|
|
|
Região do E.E. |
---|---|---|---|---|
Na | 2,28 | |||
Al | 4,08 | |||
Se | 5,11 | |||
Pt | 6,35 |
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma tabela com diferentes materiais e suas funções trabalho (
) em elétron-volts (eV). Precisamos determinar para cada material:
- A frequência mínima (
) necessária para que ocorra o efeito fotoelétrico. - O comprimento de onda máximo (
) correspondente a essa frequência. - A região do espectro eletromagnético onde esse comprimento de onda está localizado.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de energia de fótons e a relação entre energia, frequência e comprimento de onda da luz.
Passo 2
Primeiro, lembramos que a energia (
) de um fóton está relacionada à sua frequência (
) e ao seu comprimento de onda (
) pelas seguintes equações:
onde:
-
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz no vácuo ( ).
Para que o efeito fotoelétrico ocorra, a energia do fóton deve ser pelo menos igual à função trabalho do material (
):
Passo 3
Vamos converter a função trabalho (
) de cada material de elétron-volts (eV) para joules (J), pois a constante de Planck está em joules por segundo. Sabemos que:
Passo 4
Agora, calcularemos a frequência mínima (
) para cada material usando a fórmula:
Vamos fazer isso para cada material:
-
Sódio (Na):
-
Alumínio (Al):
-
Selênio (Se):
-
Platina (Pt):
Passo 5
Com a frequência mínima calculada, vamos determinar o comprimento de onda máximo (
) usando a fórmula:
Vamos calcular para cada material:
-
Sódio (Na):
-
Alumínio (Al):
-
Selênio (Se):
-
Platina (Pt):
Passo 6
Agora, vamos identificar em qual região do espectro eletromagnético cada
se encontra:
- Infravermelho:
- Vermelho:
- Laranja:
- Amarelo:
- Verde:
- Azul:
- Ultravioleta:
Vamos classificar cada material:
- Sódio (Na):
está na região Verde do espectro visível. - Alumínio (Al):
está na região Ultravioleta. - Selênio (Se):
está na região Ultravioleta. - Platina (Pt):
está na região Ultravioleta.
Resposta
Tabela preenchida:
Material |
|
|
|
Região do E.E. |
---|---|---|---|---|
Na | 2,28 |
|
545 | Verde (Visível) |
Al | 4,08 |
|
304 | Ultravioleta |
Se | 5,11 |
|
244 | Ultravioleta |
Pt | 6,35 |
|
195 | Ultravioleta |
Exercícios relacionados
A partir da equação do efeito fotoelétrico obtido por Einstein:
a) Explique como determinar a frequência mínima (comprimento de onda máximo) para ocorrer o efeito fotoelétrico, em seguida preencha as e
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a) Explique como determinar a frequência mínima (comprimento de onda máximo) para ocorrer o efeito fotoelétrico, em seguida preencha as
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;
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.
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