Você deseja escolher uma substância para uma fotocélula, que irá operar, pelo efeito fotoelétrico, com luz visível. Quais, dentre as seguintes: tântalo
, tungstênio
, alumínio ( 4,08
, bário
e lítio
, seriam escolhidas? A função trabalho de cada uma está entre parênteses.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre o efeito fotoelétrico, que é quando a luz faz com que elétrons saiam de uma substância. Queremos escolher qual substância usar em uma fotocélula que vai funcionar com luz visível. Para isso, precisamos entender a função trabalho de cada material, que é a energia mínima necessária para tirar um elétron da substância.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é função trabalho. É a quantidade de energia que um elétron precisa para escapar da superfície de um metal. Essa energia é medida em elétron-volts (eV). No efeito fotoelétrico, a luz precisa ter energia igual ou maior que a função trabalho para que os elétrons sejam ejetados.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre luz visível. A luz que a gente vê tem energias que variam aproximadamente de 1,8 eV (vermelho) até 3,1 eV (violeta). Então, para a fotocélula funcionar com luz visível, a função trabalho do material escolhido precisa ser, no máximo, cerca de 3,1 eV.
Passo 4
Vamos analisar as opções que temos:
- Tântalo (4,2 eV)
- Tungstênio (4,5 eV)
- Alumínio (4,08 eV)
- Bário (2,5 eV)
- Lítio (2,3 eV)
Comparando com o máximo de 3,1 eV que a luz visível pode fornecer, vemos que:
-
Tântalo, Tungstênio e Alumínio têm funções trabalho maiores que 3,1 eV. Isso significa que a luz visível não tem energia suficiente para ejetar elétrons desses metais.
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Bário e Lítio têm funções trabalho menores que 3,1 eV. Então, a luz visível é capaz de fornecer a energia necessária para que os elétrons sejam ejetados.
Resposta
Os materiais bário (2,5 eV) e lítio (2,3 eV) são adequados para a fotocélula que opera com luz visível.