Examine as seguintes informações sobre a radiação eletromagnética e decida se elas são verdadeiras ou falsas. Se forem falsas, corrija-as.
- Fótóns de radiação ultravioleta tem menos energia do que fótons de radiação infravermelha.
- A energia cinética de um elétron emitido por uma superfície metálica irradiada com luz ultravioleta é independente da frequência da radiação.
- A energia de um fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda da radiação.
Passo 1
(a) Fótóns de radiação ultravioleta tem menos energia do que fótons de radiação infravermelha?
Vamos dar uma olhada no espectro das radiações eletromagnéticas?
Tá vendo como o comprimento de onda cresce da esquerda para a direita enquanto frequência e energia crescem da direita para a esquerda?
Então fótons de radiação ultravioleta tem mais energia do que fótons de radiação infravermelha. E a afirmativa (a) está errada.
Você também pode pensar em termos de “” e usando uma frequência da região do ultravioleta e outra da região do infravermelho vai chegar na mesma conclusão.
Atenção! Às vezes o espectro aparece ao contrário do nosso. Ou seja, ali nos tipos de radiação, ondas de rádio vem primeiro, depois micro-ondas, infravermelho, etc... Então não basta decorar “tal coisa cresce da esquerda para a direita”.
Você pode pensar, por exemplo, que a gente usar protetor solar pra se proteger dos raios ultravioleta do Sol, mas todo mundo fica exposto ao micro-ondas ou às ondas de rádio. Isso quer dizer que os raios ultravioletas são mais energéticos (e por isso mais perigosos/danosos) que as micro-onas ou as ondas de rádio.
Passo 2
(b) A energia cinética de um elétron emitido por uma superfície metálica irradiada com luz ultravioleta é independente da frequência da radiação?
A gente viu que a energia cinética do elétron emitido pela superfície metálica é tipo a energia que sobrou depois que a gente deu o suficiente pra “soltar” ele do metal.
A energia que a gente “dá” é a energia do fóton () e a energia gasta pra soltar é a função trabalho do metal ().
Então a energia cinética de um elétron emitido ficou igual a:
E como aquele aparece ali, a energia cinética depende sim da frequência da radiação incidida. A afirmativa (b) também está errada.
Atenção! Se a afirmativa dissesse “comprimento de onda” ao invés de frequência? Também estaria errada! Embora o não apareça ali, ele está “implícito”, uma vez que e estão “amarrados” (um depende do outro).
Passo 3
(c) A energia de um fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda da radiação?
A energia do fóton é dada por:
E pra colocar em função do comprimento de onda:
E, finalmente, temos uma alternativa verdadeira. De fato a energia do fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda da radiação.
Resposta
(a) Falsa. Fótons de radiação ultravioleta tem mais energia do que fótons de radiação infravermelha.
(b) Falsa. A energia cinética de um elétron emitido por uma superfície metálica irradiada com luz ultravioleta é dependente da frequência da radiação.
(c) Verdadeira.