Questão FC283281
O processo de interação entre um fóton e um elétron fortemente ligado a um átomo denomina-se efeito fotoelétrico. Diante do exposto, analise as afirmativas. I. Quando ocorre o efei
Questões sem classificação de assunto (Física)
IDECAN · 2014
O processo de interação entre um fóton e um elétron fortemente ligado a um átomo denomina-se efeito fotoelétrico. Diante do exposto, analise as afirmativas.
I. Quando ocorre o efeito fotoelétrico, o fóton é parcialmente absorvido, mantendo, assim, o elétron no orbital, provocando a excitação do átomo.
II. Pelas leis de conservação de momento e energia, pode deduzir que o efeito fotoelétrico nunca acontece com o fóton interagindo com um elétron livre.
III. Como a massa nuclear é grande, a energia de recuo do átomo é proporcional a este valor, sendo que a energia cinética do fotoelétron é igual à energia incidente mais a energia de ligação.
Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)
- I.
- II.
- III.
- I e II.
- I e III.
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Gabarito
B
Comentário do professor
A afirmativa II está correta porque, por consequência da conservação de energia e de momento, um fóton não pode ser completamente absorvido por um elétron livre inicialmente em repouso.
Suponha absorção total: o fóton tem energia \(E_\gamma\) e momento \(p_\gamma=E_\gamma/c\). Após a absorção, a energia do elétron seria \(m c^2+E_\gamma\) e seu momento \(p_\gamma\). Aplicando a relação relativística \(E^2=(pc)^2+(m c^2)^2\) e elevando ao quadrado, obtemos
\((m c^2+E_\gamma)^2=(E_\gamma)^2+m^2 c^4\), que reduz a \(2 m c^2 E_\gamma=0\), implicando \(E_\gamma=0\) — contraditório.
Assim, é necessário um terceiro corpo (por exemplo, o átomo/núcleo ligado) para absorver momento e permitir o efeito fotoelétrico.
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