Enunciado
Física - Tipler - Vol 3- Ed: 6º - Capítulo 34.1 - Ex. 21
Quando a luz ultravioleta monocromática com comprimento de onda igual a 300 nm é incidente em uma amostra de potássio, os elétrons emitidos têm energia cinética máxima de 2,03 eV. (a) Qual é a energia de um fóton incidente? (b) Qual é a função de trabalho do potássio? (c) Qual seria a energia cinética máxima dos elétrons se a radiação eletromagnética incidente tivesse um comprimento de onda de 430 nm? (d) Qual é o comprimento de onda máximo da radiação eletromagnética incidente que resultará na emissão fotoelétrica de elétrons por uma amostra de potássio?
Passo 1
(a) Pela equação de Einstein, sabemos que a energia de um fóton é:
Onde e . Como os dois estão em nanômetros, não precisamos nos preocupar com esse detalhe:
Passo 2
(b) Bem, sabemos a energia cinética máxima dos elétrons emitidos e podemos relacioná-la com a função trabalho do potássio assim:
Onde já calculamos na letra anterior e :
Passo 3
(c) Bom, já vimos a equação para a energia cinética máxima:
Assim, só precisamos saber quanto seria essa energia se :
Passo 4
(d) Para que haja emissão de elétrons, a energia do fóton deve ser igual à função trabalho do material, que é o potássio aqui:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)