Durante o estudo do efeito fotoelétrico sobre uma placa metálica verifica-se que o comprimento de onda de corte é igual a . Considerando , respectivamente, como a constante de Planck e a velocidade da luz no vácuo, se sobre essa mesma placa incidir uma onda eletromagnética de comprimento de onda , será esperado que os elétrons sejam arrancados com uma energia cinética, em Joule, igual a

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o efeito fotoelétrico, que é quando a luz (ou outra radiação eletromagnética) bate em um metal e faz com que elétrons sejam ejetados dele. A gente precisa usar conceitos como a constante de Planck e a velocidade da luz . Nossa missão aqui é descobrir qual a energia cinética dos elétrons que serão arrancados quando a luz com um comprimento de onda menor que o comprimento de onda de corte incidir na placa metálica.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a energia da luz que está chegando. A energia de um fóton (que é uma partícula de luz) é dada pela fórmula:
Aqui, é a energia do fóton, é a constante de Planck, é a velocidade da luz, e é o comprimento de onda da luz que está batendo na placa metálica.

Passo 3

Agora, o comprimento de onda de corte é o menor comprimento de onda que ainda consegue arrancar um elétron do metal. Isso está relacionado com a função trabalho do metal, que é a energia mínima necessária para tirar um elétron. A função trabalho pode ser expressa como:

Passo 4

Para encontrar a energia cinética máxima dos elétrons que são ejetados, a gente usa a diferença entre a energia do fóton que chega e a função trabalho do metal:
Substituindo as fórmulas que temos:

Passo 5

Podemos simplificar essa expressão colocando em evidência:

Resposta

A energia cinética dos elétrons será igual a:

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B) A Primeira Lei da Termodinâmica afirma que a variação da energia interna de um sistema fechado é igual a quantidade de calor transferido menos o trabalho realizado sobre ou pelo sistema.
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D) A Terceira Lei da Termodinâmica afirma que no limite em que a temperatura absoluta tende a zero, a entropia de uma substância tende a uma constante.