Luz monocromática de ? = 400 nm incide sobre um metal com função trabalho f = 2,0 eV. Usando h = 6,63×10^-34…

Questão

Luz monocromática de ? = 400 nm incide sobre um metal com função trabalho f = 2,0 eV. Usando h = 6,63×10^-34 J·s, c = 3×10^8 m/s e 1 eV = 1,6×10^-19 J, determine a energia máxima cinética dos elétrons e o potencial de corte (stopping potential) em volts. Use E = h·c/?, K_max = E - f, V = K_max/e.

1. A) K_max = 2,0 eV; V = 1,25 V
2. B) K_max = 3,11 eV; V = 3,11 V
3. C) K_max = 2,0 eV; V = 2,0 V
4. D) K_max = 1,11 eV (1,78×10^-19 J); V = 1,11 V
5. E) K_max = 0,5 eV; V = 0,5 V

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. O símbolo '?' do enunciado corresponde ao comprimento de onda λ = 400 nm = 400×10^-9 m, e a função trabalho é f = 2,0 eV.
2. Calcule a energia do fóton em joules. E = h·c/λ = (6,63×10^-34 × 3×10^8) / (400×10^-9) = 1,989×10^-25 / 4×10^-7 ≈ 4,97×10^-19 J.
3. Converta para eV. E ≈ 4,97×10^-19 / 1,6×10^-19 ≈ 3,11 eV.
4. Calcule a energia cinética máxima dos elétrons. K_max = E - f = 3,11 - 2,0 = 1,11 eV. Em joules, K_max ≈ 1,11 × 1,6×10^-19 ≈ 1,78×10^-19 J.
5. Calcule o potencial de corte. V = K_max / e, e como K_max está em eV, V = 1,11 V.
6. Compare com as alternativas. A alternativa D traz K_max = 1,11 eV (1,78×10^-19 J) e V = 1,11 V, coincidindo com o resultado obtido e com o gabarito oficial.
7. Por que as outras estão erradas. A alternativa A atribui K_max igual à função trabalho e calcula V com erro de conversão. A alternativa B esquece de subtrair a função trabalho e usa K_max igual à energia do fóton. A alternativa C confunde K_max com f e assume V numericamente igual a K_max sem a devida análise. A alternativa E faz uma subtração incorreta da energia do fóton pela função trabalho.

💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula E = h·c/? antes de determinar K_max.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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