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Enunciado

Física - Tipler - Vol 3- Ed: 6º - Capítulo 34.1 - Ex. 20

A função de trabalho do tungstênio é de 4,58 eV. (a) Encontre o limiar frequência e comprimento de onda para que o efeito fotoelétrico ocorra quando a radiação eletromagnética monocromática é incidente na superfície de uma amostra de tungstênio. Encontre a energia cinética máxima dos elétrons se o comprimento de onda da luz incidente for (b) 200 nm e (c) 250 nm.

Passo 1

(a) Para que o efeito fotoelétrico ocorra, precisamos que a energia do fóton da radiação seja, no mínimo, igual à função trabalho do tungstênio!! Como a energia do fóton pode ser calculado por:

E = h c λ

Essa energia deve ser, no mínimo igual a 4,58   e V :

h c λ = 4,58

Assim, o comprimento de onda:

λ = 4,136 ∙ 10 - 15 ∙ 2,998 ∙ 10 8 4,58

λ = 2,71 ∙ 10 - 7   m = 271   n m

Passo 2

Além disso, sabemos que a frequência e o comprimento de onda se relacionam:

c = λ f

f = c λ

f = 2,998 ∙ 10 8 271 ∙ 10 - 9

∴

f = 1,11 ∙ 10 15   H z

Passo 3

(b) A energia cinética máxima é dada por:

K m a x = E - ϕ

K m a x = h c λ - ϕ

Substituindo os valores:

K m a x = 4,136 ∙ 10 - 15 ∙ 2,998 ∙ 10 8 200 ∙ 10 - 9 - 4,58

K m a x = 1,62   e V

Passo 4

(c) O procedimento é o mesmo, só vamos mudar o valor do comprimento de onda:

K m a x = h c λ - ϕ

Substituindo os valores:

K m a x = 4,136 ∙ 10 - 15 ∙ 2,998 ∙ 10 8 2 5 0 ∙ 10 - 9 - 4,58

K m a x = 0,38   e V

Resposta

(a) 271   n m

(b) 1,62   e V

(c) 0,38   e V

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