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Questão FC277722

Elemento Químico Al C Ag Na Be Cu Ca Função trabalho 4,08 4,81 4,73 2,28 5,00 4,70 2,80 Na figura precedente, estão esboçados quatro gráficos relativos à energia cinética dos elétr

Física Moderna

CEBRASPE (CESPE) · 2022

Elemento Químico

   Al  C Ag Na Be Cu Ca

Função trabalho

    4,08     4,81       4,73     2,28      5,00     4,70      2,80  

Na figura precedente, estão esboçados quatro gráficos relativos à energia cinética dos elétrons ejetados, em experimentos, para a verificação do efeito fotoelétrico em diferentes elementos químicos. O efeito fotoelétrico diz respeito à interação da luz com a matéria conforme a teoria corpuscular. Na tabela apresentada, por sua vez, constam informações sobre as funções trabalho, em eV, para alguns elementos químicos. A função trabalho é a energia mínima necessária para ejetar um elétron da superfície de materiais.

 

Considerando essas informações e que a constante de Planck é igual \(h = 4,14 \times 10^{-15} eV.s\) , assinale a opção correta.

  1. curva (d) do gráfico refere-se ao experimento para o cálcio.
  2. A frequência de corte para o Sódio, em \(10^{15} Hz\), satisfaz a relação 0,5 < v0 < 0,6.
  3. No gráfico, as funções trabalho satisfazem a relação \(\phi_{ (a)} > \phi_(b) > \phi_{(c)} > \phi_{(d)}\).
  4. No gráfico, as frequências de corte satisfazem a relação \(v_{(a)} > v_{(b)} > v_{(c)} > v_{(d)}\).
  5. Nos experimentos expostos no gráfico, a constante de Planck é dada pela inclinação das curvas e tem valores diferentes para cada elemento químico.
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Gabarito

B

Comentário do professor

A verificação usa a relação do efeito fotoelétrico: a energia do fóton mínima para ejetar elétrons é a função trabalho \(\Phi\), e a frequência de corte \(v_0\) satisfaz \(\Phi = h\,v_0\).


Para o sódio, \(\Phi = 2{,}28\) eV e a constante é \(h = 4{,}14\times10^{-15}\) eV·s. Assim:


\(v_0=\dfrac{\Phi}{h}=\dfrac{2{,}28}{4{,}14\times10^{-15}}\approx 0{,}551\times10^{15}\,\text{Hz}.\)


Em unidades de \(10^{15}\) Hz, \(v_0\approx0{,}551\), o que claramente satisfaz \(0{,}5

Portanto, a frequência de corte calculada para o sódio confirma a relação indicada na alternativa: abaixo dessa frequência não ocorre emissão fotoelétrica; acima dela, elétrons são ejetados com energia cinética igual a \(hf-\Phi\).

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