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Um metal tem trabalho de extração f = 2,0 eV. Calcule a frequência limiar f0 para emissão fotoelétrica. Use h…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um metal tem trabalho de extração f = 2,0 eV. Calcule a frequência limiar f0 para emissão fotoelétrica. Use h = 6,6×10^-34 J·s e 1 eV = 1,6×10^-19 J.

A) f0 ˜ 7,0×10^14 Hz
B) f0 ˜ 3,0×10^14 Hz
C) f0 ˜ 4,8×10^14 Hz.
D) f0 ˜ 5,0×10^15 Hz
E) f0 ˜ 1,0×10^12 Hz

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique a relação entre a energia de extração e a frequência limiar. Pelo modelo de Einstein para o efeito fotoelétrico, a energia mínima do fóton é igual ao trabalho de extração: h·f0 = W, logo f0 = W/h.
Converta o trabalho de extração para joules. W = 2,0 eV × 1,6×10^-19 J/eV = 3,2×10^-19 J.
Calcule a frequência: f0 = 3,2×10^-19 / 6,6×10^-34 ≈ 0,4848×10^15 Hz ≈ 4,8×10^14 Hz.
Compare com as alternativas. A alternativa C (4,8×10^14 Hz) é a única que coincide com o resultado, e ela é o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas. A (7,0×10^14 Hz) é alta demais para o quociente 3,2×10^-19 / 6,6×10^-34. B (3,0×10^14 Hz) é baixa demais para esse quociente. D (5,0×10^15 Hz) tem ordem de grandeza errada, com um fator de 10 a mais. E (1,0×10^12 Hz) está muito abaixo da ordem de grandeza correta.

💡 Dica: Converta a energia de eV para Joules antes de calcular a frequência.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente errou a divisão ou a conversão numérica ao dividir 3,2×10^-19 por 6,6×10^-34, obtendo um valor próximo de 7 em vez de 4,8.

Por que engana: Confundir a relação entre energia e frequência, aplicando a fórmula de forma incorreta.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente calculou mal o quociente W/h, chegando a um valor próximo de 3 em vez de 4,8, possivelmente por erro de arredondamento ou de divisão.

C Correta

Converter f para joules: f = 2,0·1,6×10^-19 = 3,2×10^-19 J. Usar E = hf e f0 = f/h ? f0 = 3,2×10^-19 J / 6,6×10^-34 J·s ˜ 4,85×10^14 Hz.

D Erradaerro: Atenção

O aluno errou o expoente da potência de dez, escrevendo 10^15 em vez de 10^14. Isso indica falta de atenção ao resultado final.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno provavelmente não entendeu a relação de proporcionalidade entre energia e frequência e tratou o resultado como se fosse uma frequência muito pequena, sem verificar a ordem de grandeza.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

emissão fotoelétrica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia dos fótons · lei de Planck

📚 Reveja

Revisar a relação entre energia, frequência e a constante de Planck.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre energia e frequência, aplicando a fórmula de forma incorreta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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