Flashcard FC279886
Quais características do efeito fotoelétrico indicam que a luz é quantizada?
Eletrostática
CEBRASPE (CESPE) · 2025
Quais características do efeito fotoelétrico indicam que a luz é quantizada?
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Resposta
Frequência‑limite, emissão quase instantânea e energia cinética dos elétrons dependente da frequência (não da intensidade), explicáveis por fótons com energia \(E=hf\).
A teoria clássica de ondas preveria acumulação de energia e dependência da intensidade, sem frequência‑limite nem emissão imediata.
A observação de um limite de frequência, emissão praticamente instantânea e de que a energia cinética dos elétrons cresce com a frequência mas não com a intensidade só é consistente se a luz transfere energia em quanta \(E=hf\).
Exemplo:
Considere uma superfície de sódio com função trabalho \(\phi=2{,}28\ \text{eV}\).
Convertendo: \(\phi=2{,}28\times1{,}602\times10^{-19}=3{,}65\times10^{-19}\ \text{J}\).
Frequência limite: \(f_0=\phi/h=\dfrac{3{,}65\times10^{-19}}{6{,}626\times10^{-34}}\approx5{,}51\times10^{14}\ \text{Hz}\).
Se incidir luz com \(f=6{,}0\times10^{14}\ \text{Hz}\):
\(K_{\max}=hf-\phi=6{,}626\times10^{-34}\times6{,}0\times10^{14}-3{,}65\times10^{-19}\approx3{,}23\times10^{-20}\ \text{J}\approx0{,}20\ \text{eV}\).
Isto mostra como a emissão só ocorre acima de \(f_0\) e como a energia dos elétrons depende de \(f\), confirmando a quantização da luz.
A teoria clássica de ondas preveria acumulação de energia e dependência da intensidade, sem frequência‑limite nem emissão imediata.
A observação de um limite de frequência, emissão praticamente instantânea e de que a energia cinética dos elétrons cresce com a frequência mas não com a intensidade só é consistente se a luz transfere energia em quanta \(E=hf\).
Exemplo:
Considere uma superfície de sódio com função trabalho \(\phi=2{,}28\ \text{eV}\).
Convertendo: \(\phi=2{,}28\times1{,}602\times10^{-19}=3{,}65\times10^{-19}\ \text{J}\).
Frequência limite: \(f_0=\phi/h=\dfrac{3{,}65\times10^{-19}}{6{,}626\times10^{-34}}\approx5{,}51\times10^{14}\ \text{Hz}\).
Se incidir luz com \(f=6{,}0\times10^{14}\ \text{Hz}\):
\(K_{\max}=hf-\phi=6{,}626\times10^{-34}\times6{,}0\times10^{14}-3{,}65\times10^{-19}\approx3{,}23\times10^{-20}\ \text{J}\approx0{,}20\ \text{eV}\).
Isto mostra como a emissão só ocorre acima de \(f_0\) e como a energia dos elétrons depende de \(f\), confirmando a quantização da luz.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278842
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