Questão 24 de Efeito fotoelétrico e energia dos fótons estilo FUVEST resolvida

Enunciado

Em um experimento, luz monocromática de comprimento de onda 500 nm incide sobre um metal e provoca emissão de elétrons com energia cinética máxima de 0,48 eV. Troca-se a fonte por outra de comprimento de onda 400 nm, mantendo-se o mesmo metal. Depois, sem alterar o comprimento de onda de 400 nm, dobra-se a intensidade da luz incidente. A energia cinética máxima dos elétrons com a fonte de 400 nm, antes e depois de dobrar a intensidade, é, respectivamente, Note e adote: energia de um fóton $E=hc/\lambda$; $hc=1240\ \text{eV}\cdot\text{nm}$; a função trabalho do metal permanece constante.

• A: 0,48 eV e 0,96 eV.
• B: 1,10 eV e 1,10 eV.
• C: 2,48 eV e 4,96 eV.
• D: 1,10 eV e 2,20 eV.
• E: 3,10 eV e 3,10 eV.

Resolução comentada

Resposta: B

A energia do fóton inicial é $1240/500=2{,}48$ eV. Pela equação fotoelétrica $K_{\max}=E-\phi$, a função trabalho é $\phi=2{,}48-0{,}48=2{,}00$ eV. Com comprimento de onda 400 nm, o fóton tem energia $1240/400=3{,}10$ eV, e $ K_{\max}=3{,}10-2{,}00=1{,}10\ \text{eV}. $ Dobrar a intensidade, mantendo a frequência, aumenta o fluxo de fótons, mas não a energia de cada fóton. Portanto, a energia cinética máxima permanece em 1,10 eV. A intensidade e a frequência desempenham papéis diferentes no efeito fotoelétrico.