Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 38.Exercícios - Ex. 13
38.13. Quando um feixe de luz ultravioleta de 254 nm incide sobre uma superfície polida de cobre, o potencial de corte necessário para impedir a emissão de fotoelétrons é igual a 0,181 V. a) Qual é o comprimento de onda de corte dessa superfície de cobre? b) Qual é a função trabalho dessa superfície, e como o valor que você obteve se compara ao fornecido na Tabela 38.1?
Passo 1
Para descobrir o comprimento de onda de corte a gente pode usar a frequência de corte, já que
A frequência de corte é a menor frequência que ainda produz fotoelétrons. Corresponde a Energia cinética máxima igual a zero. É mais simples a gente começar calculando a frequência de corte e depois calcularmos o comprimento de onda de corte.
Sabemos que
Então
Juntando as equações
Então
Parece que caímos naqueles casos raros onde temos que responder o item (b) para poder responder o item (a). Para achar a frequência de corte precisamos encontrar a função trabalho da superfície.
Passo 2
A gente pode encontrar a função trabalho através da equação
Essa frequência não é a de corte, é a frequência da situação descrita no começo do enunciado. Mas o enunciado não do valor para frequência, só para o comprimento de onda, então a gente tem que reescrever assim
Agora é só isolar a função trabalho
Bom, todos os valores são conhecidos, os que não estão escritos no enunciado a gente acha no Apêndice F do livro. Mas atenção as unidades de medida, temos que deixar tudo padronizado, o que significa que vamos usar as seguintes conversões
Agora podemos substituir os valores, vamos colocar a constante de Planck em e comprimento de onda em
Fazendo toda essa conta a gente chega em
E essa é a resposta do item (b). Mas vai ajudar a gente com o item (a).
Passo 3
Vamos voltar um pouco e recuperar a equação que a gente tinha lá no Passo 1 para encontrar a frequência de corte
Agora finalmente a gente pode achar o valor do comprimento de onda de corte. Mas sempre prestando atenção nas unidades de medida, como a função trabalho que encontramos está em a constante de Planck tem que estar em
Fazendo essa continha a gente chega que a frequência de corte é
Ou
Essa é a resposta do item (a).