Qual é a relação entre a frequência da luz e o efeito fotoelétrico?

Passo 1

Vamos resolver a questão: Qual é a relação entre a frequência da luz e o efeito fotoelétrico? Aqui, vamos trabalhar com conceitos de Física, especificamente no estudo do Efeito Fotoelétrico. Para isso, precisaremos entender como a frequência da luz influencia a emissão de elétrons de um material.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o efeito fotoelétrico. Esse fenômeno ocorre quando a luz incide sobre um material e faz com que elétrons sejam ejetados dele. A energia da luz é fundamental para que isso aconteça.

Passo 3

A frequência da luz está diretamente relacionada à sua energia. A energia de um fóton (a menor partícula de luz) é dada pela fórmula:
onde:
  • é a energia do fóton,
  • é a constante de Planck ( J·s),
  • é a frequência da luz.

Passo 4

Para que um elétron seja ejetado do material, a energia do fóton precisa ser maior ou igual à energia mínima necessária para essa ejeção, chamada de função trabalho ( ) do material. A relação que descreve isso é:
onde é a energia cinética do elétron emitido.

Passo 5

Dessa equação, vemos que a frequência da luz ( ) determina se os fótons possuem energia suficiente para superar a função trabalho. Se a frequência for alta o bastante, os elétrons são ejetados com certa energia cinética.

Passo 6

Portanto, a relação entre a frequência da luz e o efeito fotoelétrico é direta: maior frequência significa maior energia dos fótons, aumentando a probabilidade e a energia dos elétrons emitidos.

Resposta

A frequência da luz determina a energia dos fótons incidentes; somente quando essa frequência é alta o suficiente (energia supera a função trabalho do material), o efeito fotoelétrico ocorre, e elétrons são ejetados. Assim, há uma relação direta entre a frequência da luz e a ocorrência e a energia dos elétrons emitidos no efeito fotoelétrico.

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