Questão 1
UFU 2021
(UFU - 2021)
Na sociedade atual, deparamo-nos com uma série de equipamentos que são considerados inteligentes. Um deles é o das portas automáticas, que abrem quando uma pessoa se aproxima delas. Isso ocorre, porque essas possuem dispositivos que funcionam com base no efeito fotoelétrico, ou seja, na emissão de elétrons por algum material que é iluminado por radiações eletromagnéticas. Esses elétrons criam uma corrente elétrica que dispara comandos para abertura das portas.
A) Explique a relação entre o número de elétrons emitidos pelo material e a frequência da radiação incidente sobre ele.
B) Demonstre, por meio de cálculos, quanto de energia estará associada a cada fóton de uma radiação de comprimento de onda 150 nm que atingir uma placa metálica de um desses dispositivos inteligentes?
Dados:
c ≈ 3 x 108 m/s
1 nm = 10-9 m
Constante de Planck ≈ 4 x 10-15 eV.s
Gabarito:
Resolução:
A) A lei de Planck garante que a energia de um fóton é diretamente proporcional à frequência e depende apenas dela. Para que haja efeito fotoelétrico, a energia dos fótons incidentes deve ser maior que a energia de ligação dos átomos. Se superada, o número de elétrons ejetados será o mesmo, dependendo apenas do tempo e da potência da fonte de luz. A energia cinética adquirida por cada fotoelétron depende apenas da frequência da luz (onda) incidente.
B)
Portanto: