Mostre através de cálculos e explique porque a luz verde pode excitar elétrons através do band gap do silício (Si).

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para mostrar por cálculos por que a luz verde, com comprimento de onda , consegue excitar elétrons através do band gap do silício (Si). A gente vai precisar entender como calcular a energia de um fóton e comparar com a energia do band gap do silício.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia da luz verde usando a fórmula da energia do fóton:
Onde:
  • é a constante de Planck,
  • é a velocidade da luz,
  • é o comprimento de onda,
Substituindo os valores:

Passo 3

Agora, vamos converter essa energia de Joules para elétron-volts (eV), já que a energia do band gap do silício é dada em eV. Sabemos que:
Então:

Passo 4

O próximo passo é comparar a energia do fóton com o band gap do silício. O silício tem um band gap de aproximadamente . Como a energia da luz verde que calculamos é de , que é maior que o band gap do silício, isso significa que essa luz tem energia suficiente para excitar elétrons através do band gap.

Resposta

A luz verde com possui energia de aproximadamente , que é maior que o band gap do silício ( ). Portanto, a luz verde pode excitar elétrons através do band gap do silício.

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