Um metal tem função trabalho f = 2,0 eV. Usando h = 6,63×10^-34 J·s e 1 eV = 1,6×10^-19 J, calcule a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um metal tem função trabalho f = 2,0 eV. Usando h = 6,63×10^-34 J·s e 1 eV = 1,6×10^-19 J, calcule a frequência de corte f0 (frequência limiar) abaixo da qual não ocorre emissão fotoelétrica. Valor em Hz.
- A) f0 é independente da função trabalho
- B) f0 ˜ 4,8×10^14 Hz.
- C) f0 ˜ 6,3×10^14 Hz
- D) f0 ˜ 1,2×10^14 Hz
- E) f0 ˜ 3,0×10^14 Hz
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique a relação entre a função trabalho e a frequência de corte. No efeito fotoelétrico, a energia de um fóton é E = h·f. A frequência limiar f0 é a menor frequência capaz de arrancar elétrons, quando a energia do fóton iguala a função trabalho: h·f0 = φ, logo f0 = φ/h. Passo 2: Converta a função trabalho para joules: φ = 2,0 eV × 1,6×10^-19 J/eV = 3,2×10^-19 J. Passo 3: Calcule f0 = 3,2×10^-19 / 6,63×10^-34. O quociente 3,2/6,63 é aproximadamente 0,4827, e 10^-19/10^-34 = 10^15, então f0 ≈ 0,4827×10^15 = 4,8×10^14 Hz. Passo 4: Compare com as alternativas. O resultado coincide com a alternativa B, que é também o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A afirma que f0 não depende da função trabalho, mas a fórmula f0 = φ/h mostra justamente que a frequência de corte é proporcional à função trabalho do metal. C traz 6,3×10^14 Hz, valor que não corresponde à divisão correta de 3,2×10^-19 J por h. D traz 1,2×10^14 Hz, ordem de grandeza muito menor do que a obtida. E traz 3,0×10^14 Hz, também distante do valor calculado. Conclusão: a alternativa correta é a B.
💡 Dica: Utilize a relação entre energia e frequência para calcular.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a frequência de corte é uma constante universal, como se dependesse apenas de h, ignorando que a energia necessária para arrancar o elétron é característica de cada metal.
Pelo fotoelétrico f = h f0 ? f0 = f/h. f=2,0 eV=3,2×10^-19 J; f0=3,2×10^-19 J / 6,63×10^-34 J·s ˜ 4,8×10^14 Hz.
O aluno provavelmente errou o cálculo da divisão ou a conversão de eV para joules, obtendo um quociente com mantissa e expoente incorretos.
Por que engana: Confundir a relação entre a função trabalho e a frequência de corte, utilizando valores incorretos na fórmula de cálculo.
O aluno provavelmente errou a potência de dez ao dividir a energia pela constante de Planck, perdendo uma ordem de grandeza na conta.
O aluno pode ter misturado a relação da frequência de corte com outra grandeza, como a frequência associada a um comprimento de onda, em vez de usar f0 = φ/h.
Raio-X da questão
emissão fotoelétrica
avaliacao
emissão fotoelétrica · cálculo de frequência
Revisar a relação entre energia e frequência na emissão fotoelétrica.
Confundir a relação entre a função trabalho e a frequência de corte, utilizando valores incorretos na fórmula de cálculo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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