A função trabalho do Tungstênio é e 4,60 eV.
Qual deve ser a energia cinética máxima do elétron emitido em um processo fotoelétrico sob ação de luz ultravioleta de comprimento de onda 150 nm?
Qual deve ser a energia cinética máxima do elétron emitido em um processo fotoelétrico sob ação de luz ultravioleta de comprimento de onda 150 nm?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o efeito fotoelétrico! A gente tem que descobrir qual é a energia cinética máxima que um elétron pode ter quando é emitido do tungstênio usando luz ultravioleta com comprimento de onda de 150 nm. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre a função trabalho e como a energia da luz se relaciona com essa emissão de elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a função trabalho é a energia mínima necessária para arrancar um elétron de um material. No nosso caso, o trabalho de saída do tungstênio é de 4,60 eV. Isso significa que qualquer elétron que for emitido precisa ter pelo menos essa quantidade de energia para escapar.
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia da luz que está atingindo o tungstênio. A energia de um fóton (que é uma partícula de luz) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
- $ E $ é a energia do fóton,
- $ h $ é a constante de Planck (
), - $ c $ é a velocidade da luz (
), - $ \lambda $ é o comprimento de onda da luz.
Passo 4
Vamos converter o comprimento de onda de 150 nm para metros:
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula da energia do fóton:
Fazendo as contas:
Passo 6
Como queremos a energia em elétron-volts (eV), vamos converter joules para eV. Sabemos que
:
Passo 7
Agora, usando a equação do efeito fotoelétrico de Einstein:
Ou seja:
Queremos encontrar $ KE_{máximo} $, então rearranjando:
Passo 8
Substituindo os valores que já temos:
Resposta
A energia cinética máxima do elétron emitido é de 3,67 eV.