Se possível, determine a energia crítica, a energia cinética e a velocidade dos elétrons emitidos pela absorção de luz de comprimento de onda 360 nm .
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar três coisas: a energia crítica, a energia cinética e a velocidade dos elétrons que são emitidos quando a luz com comprimento de onda de 360 nm é absorvida. O conteúdo que vamos usar aqui é o efeito fotoelétrico, que fala sobre como a luz pode liberar elétrons de um material. Para isso, vamos precisar de algumas constantes importantes, como a constante de Planck (
) e a velocidade da luz (
), além das fórmulas que relacionam a energia dos fótons com a energia dos elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia do fóton da luz com comprimento de onda de 360 nm. A fórmula que usamos para isso é:
Onde:
-
(constante de Planck) -
(velocidade da luz) -
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores na fórmula:
Fazendo as contas:
Passo 4
Para facilitar, vamos converter essa energia de Joules para elétron-volts (eV), sabendo que
:
Essa é a energia do fóton.
Passo 5
A energia crítica geralmente se refere à função trabalho (
) do material, que é a energia mínima necessária para liberar um elétron. Porém, como o problema não nos deu o valor da função trabalho, vamos considerar que a energia crítica é igual à energia do fóton que calculamos, ou seja, 3,45 eV.
Para encontrar a energia cinética (
) dos elétrons liberados, usamos a fórmula:
Como não temos o valor de
, não podemos calcular exatamente o
. Mas se assumirmos que toda a energia do fóton é convertida em energia cinética (ou seja,
), então:
Por fim, para achar a velocidade (
) dos elétrons, usamos a relação entre energia cinética e velocidade:
Rearranjando para encontrar
:
Onde
(massa do elétron).
Substituindo
em Joules (
):
Resposta
- Energia Crítica: aproximadamente 3,45 eV
- Energia Cinética dos elétrons: 3,45 eV (assumindo que a função trabalho é zero)
- Velocidade dos elétrons emitidos: aproximadamente