(0,5) (a) Explique o efeito fotoelétrico e enuncie a equação de Einstein que o descreve.
(b) Esboce o gráfico de corrente fotoelétrica i contra a voltagem V, para dois valores da intensidade da luz (alta e baixa) e indique o potencial frenador V0.
© Esboce o gráfico dos dados experimentais obtidos por Milikan para o potencial frenador em função da frequência.
(d) O limiar fotoelétrico em comprimento de onda, do potássio, é 564 nm . Qual a função trabalho do potássio?

Passo 1

Beleza, vamos resolver a parte (d) do exercício. A gente precisa descobrir a função trabalho do potássio quando o comprimento de onda limiar é 564 nm. Vamos usar conceitos do efeito fotoelétrico para isso.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o comprimento de onda limiar ( ) é o menor comprimento de onda da luz que consegue ejetar elétrons da superfície do metal. Quando a luz tem esse comprimento de onda, a energia dos fótons é exatamente igual à função trabalho ( ) do metal.

Passo 3

A relação entre a energia dos fótons ( E = hclambda ), a constante de Planck ( phi = hclambda0 ), a velocidade da luz ( ) e o comprimento de onda ( ) é dada pela equação:
Como no limiar fotoelétrico a energia dos fótons é igual à função trabalho, temos:

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores conhecidos:
  • phi = 6,626 times 10^-34 times 3,0 times 10^8564 times 10^-9 J J·s (constante de Planck)
  • m/s (velocidade da luz)
  • nm = m
Substituindo na fórmula:

Passo 5

Vamos calcular o valor:
phi = 1,9878 times 10^-25564 times 10^-9 = 3,523 times 10^-19 J

Passo 6

Normalmente, a função trabalho é expressa em elétron-volts (eV). Sabemos que phi = 3,523 times 10^-191,602 times 10^-19 eV approx 2,2 eV J. Então, vamos converter J para eV:

Resposta

A função trabalho do potássio é aproximadamente .

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