Qual é a energia máxima dos elétrons emitidos em um experimento de efeito fotoelétrico quando a luz incidente possui uma frequência de 6,0 times 10^14 Hz ? Considere que a função trabalho do material é de 4,0 eV.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o efeito fotoelétrico! A gente precisa descobrir a energia máxima dos elétrons emitidos quando um fóton de luz com frequência Hz incide sobre o material. Para isso, vamos usar a fórmula do efeito fotoelétrico e considerar que a função trabalho do material é de 4,0 eV.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a equação que relaciona a energia do fóton incidente com a energia máxima dos elétrons emitidos. A fórmula do efeito fotoelétrico é:
Eelétron = h cdot f - phi é
Onde:
  • é é a energia máxima do elétron emitido,
  • é a constante de Planck ( ),
  • é a frequência da luz incidente,
  • é a função trabalho do material.

Passo 3

Agora, vamos calcular a energia do fóton ( 1 , eV = 1,602 times 10^-19 , J ). Primeiro, precisamos converter a função trabalho de elétron-volts para joules, pois a constante de Planck está em joules:
phi = 4,0 , eV = 4,0 times 1,602 times 10^-19 , J = 6,408 times 10^-19 , J

Passo 4

Agora, calculamos h cdot f = 6,626 times 10^-34 , J·s times 6,0 times 10^14 , Hz = 3,976 times 10^-19 , J :

Passo 5

Substituímos os valores na equação do efeito fotoelétrico:
Eelétron = 3,976 times 10^-19 , J - 6,408 times 10^-19 , J = -2,432 times 10^-19 , J é

Passo 6

Uma energia negativa não faz sentido nesse contexto, o que significa que os fótons com essa frequência não têm energia suficiente para ejectar elétrons do material. Ou seja, nenhum elétron será emitido.

Resposta

Nenhum elétron será emitido, pois a energia dos fótons é insuficiente para superar a função trabalho do material.

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