Efeitos fotoelétricos – problemas e soluções
1. A afirmação correta sobre o efeito fotoelétrico é…
A. Pode ser explicado considerando a luz como uma onda.
B. A quantidade de elétrons liberados pela superfície do metal diminuirá se a frequência da luz aumentar.
C. A intensidade da luz não afeta a energia dos elétrons que saem da superfície do metal.
D. O efeito fotoelétrico ocorre na região do infravermelho.
E. O efeito fotoelétrico ocorrerá quando a intensidade da luz que incide sobre o metal for grande.
Solução
A. O efeito fotoelétrico pode ser explicado considerando a luz como uma partícula, e não como uma onda. A energia luminosa não é distribuída continuamente à medida que as ondas se propagam, mas sim em pequenos pacotes chamados fótons, também conhecidos como quanta de luz (imagine como água da chuva).
B. Se a frequência da luz aumenta , o número de elétrons que saem da superfície do metal também aumenta. Quando a frequência da luz aumenta , a energia da luz também aumenta. Quanto maior a energia absorvida, mais elétrons saem da superfície do metal.
C. A intensidade da luz corresponde à velocidade de emissão de energia ou à rapidez com que a energia luminosa incide sobre a superfície do metal. O aumento da intensidade da luz não significa necessariamente um aumento da energia luminosa. A energia do fóton (E = hf) depende da frequência (f) ou do comprimento de onda e da constante de Planck (h).
D. O efeito fotoelétrico ocorre na frequência ou comprimento de onda da luz ultravioleta, também conhecida como raios ultravioleta. A frequência ultravioleta é a frequência limite na qual a energia do fóton é capaz de liberar elétrons da superfície do metal. A frequência infravermelha não pode ser considerada porque é muito pequena; caso contrário, a frequência dos raios X e dos raios gama poderia ser maior que a ultravioleta.
E. A intensidade da luz não afeta o efeito fotoelétrico.
A resposta correta é C.
2.
(1) O efeito fotoelétrico pode ser explicado assumindo que a luz consiste em pacotes de energia.
(2) O efeito fotoelétrico pode provar que a luz pode se comportar como um onda
(3) A energia dos elétrons que saem da superfície do metal depende da frequência
(4) O efeito fotoelétrico ocorre na vizinhança da região infravermelha
A afirmação verdadeira sobre o efeito fotoelétrico é…
A. (1) e (2)
B. (1) e (3)
C. (1) e (4)
D. (2) e (3)
E. (2) e (4)
Solução
A resposta correta é b.
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3.
(1) O desprendimento de elétrons do metal é determinado pelo comprimento de onda da luz incidente.
(2) A intensidade da luz incidente não garante a remoção de elétrons da superfície metálica.
(3) Abaixo da frequência limite, os elétrons permanecem fora do metal à medida que a intensidade da luz incidente é amplificada
A afirmação correta relativa ao efeito fotoelétrico é...
Solução
Afirmação (1): Esta afirmação é verdadeira. Se o comprimento de onda que chega for menor que o comprimento de onda do limiar do metal, os elétrons não são liberados.
Afirmação (2): Esta afirmação é verdadeira. A saída de elétrons da superfície do metal depende da frequência ou comprimento de onda ou energia da luz.
Afirmação (3): Esta afirmação é falsa. Os elétrons saem do metal se a frequência da luz for maior que a frequência limite do metal. A ausência de elétrons na superfície do metal depende da energia da luz, e não da sua intensidade. A energia da luz depende da frequência ou do comprimento de onda (E = hf). A intensidade da luz está relacionada à taxa de emissão de energia luminosa.
4.
(1) Os elétrons podem sair das superfícies metálicas quando o metal é irradiado por ondas eletromagnéticas.
(2) O desprendimento de elétrons da superfície metálica depende da frequência da luz incidente.
(3) A função trabalho para cada metal é a mesma
A afirmação correta relativa ao efeito fotoelétrico é...
Solução
Afirmação (1): Esta afirmação é verdadeira. As ondas eletromagnéticas consistem em muitos tipos de ondas que têm frequências ou comprimentos de onda diferentes. Somente as ondas eletromagnéticas que têm uma frequência ou comprimento de onda maior que a frequência limite ou comprimento de onda podem remover elétrons do metal.
Afirmação (2): Esta afirmação é verdadeira. Se a frequência da luz for menor que a frequência limite do metal, então o elétron é inseparável do metal. Por outro lado, se a frequência da luz for maior que a frequência limite do metal, os elétrons são liberados do metal.
Afirmação (3): Esta afirmação é falsa. A função trabalho de um metal é o trabalho mínimo ou a energia mínima necessária para remover elétrons da superfície do metal. A função trabalho de cada metal depende das características do metal.
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5.
( 1) Os elétrons irradiados no efeito fotoelétrico são chamados de elétrons fóton
(2) A taxa de elétrons irradiados não depende da intensidade da luz que incide sobre a superfície metálica.
(3) A energia cinética dos elétrons emitidos depende da energia das ondas de luz na superfície do metal.
(4) Para remover elétrons de uma superfície metálica independentemente da frequência limite (fo)
A afirmação verdadeira sobre o efeito fotoelétrico é...
Solução
(1) Os elétrons que são irradiados são chamados de fotoelétrons
(2) A taxa de elétrons irradiados corresponde ao número de elétrons emitidos em um determinado período de tempo. A taxa de elétrons emitidos é influenciada pela intensidade da luz, sendo que a intensidade da luz está relacionada à taxa de transmissão da luz. A intensidade da luz só afeta a taxa quando sua energia é maior que a energia de limiar do metal. Se a energia da luz for menor que a energia de limiar do metal, a intensidade da luz não tem efeito.
(3) Esta afirmação é verdadeira. A energia cinética dos elétrons emitidos depende da energia das ondas de luz na superfície do metal. O elétron é liberado da superfície do metal somente quando a energia da luz é maior que a energia limiar do metal.
(4) Esta afirmação é falsa. Se a frequência da onda de luz incidente for menor que a frequência limite metálica, os elétrons não são liberados. Portanto, a descarga de elétrons depende da frequência limite.
6.
(1) a frequência da luz que ilumina o cátodo deve ser maior que a frequência limite
(2) a função de trabalho do cátodo metálico é maior que a energia da luz que ilumina o cátodo
(3) o comprimento de onda limite deve ser maior que o comprimento de onda da luz que incide sobre o cátodo
(4) a energia cinética dos elétrons liberados do cátodo deve ser maior que a energia limiar
Para que os fotoelétrons sejam encontrados:
Solução
(1) Esta afirmação é verdadeira. O efeito fotoelétrico ocorre quando a frequência da luz que ilumina o metal do cátodo é maior que a frequência limite do metal do cátodo.
(2) Esta afirmação é falsa. A função trabalho é o trabalho mínimo ou a energia mínima necessária para liberar elétrons. Para que ocorra o efeito fotoelétrico, a energia da luz deve ser maior que a função trabalho do cátodo metálico.
(3) Esta afirmação é falsa. O efeito fotoelétrico ocorre quando o comprimento de onda da luz que ilumina o cátodo é maior que o comprimento de onda limite do cátodo metálico.
(4) Esta afirmação é verdadeira. Para escapar do metal, a energia cinética dos elétrons deve ser maior que a energia limite do metal do cátodo.
As respostas corretas são (1) e (4).
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7. Observe a seguinte afirmação:
(1) A função de trabalho do metal deve ser menor que a energia luminosa que ilumina o cátodo metálico.
(2) A energia do limiar do cátodo é maior que a energia da luz que ilumina o metal do cátodo.
(3) A energia cinética dos elétrons liberados do cátodo é sempre maior que a energia do limiar do cátodo.
(4) A energia cinética dos elétrons liberados da superfície do cátodo é proporcional à energia da luz que ilumina o cátodo.
A afirmação exata sobre o efeito fotoelétrico é...
Solução
(1) Esta afirmação é verdadeira
(2) Esta afirmação é falsa
(3) Esta afirmação é verdadeira
(4) Esta afirmação é verdadeira apenas se a energia da luz que incide sobre o cátodo for maior que a energia limiar do metal do cátodo. Se a energia da luz for menor que a energia limiar do metal, então os elétrons não podem ser separados da superfície do metal do cátodo.
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