Luz ? = 400 nm incide num metal com função trabalho f = 2,1 eV. Calcule a energia cinética máxima Kmax dos…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Luz ? = 400 nm incide num metal com função trabalho f = 2,1 eV. Calcule a energia cinética máxima Kmax dos elétrons emitidos (em eV). Use h = 6,63×10^-34 J·s, c = 3,0×10^8 m/s e 1 eV = 1,6×10^-19 J.
- A) Kmax ˜ 0,5 eV.
- B) Kmax ˜ 1,0 eV
- C) Kmax ˜ 3,0 eV.
- D) Kmax ˜ 4,0 eV.
- E) Kmax ˜ 2,1 eV.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O símbolo 'Luz ?' é o comprimento de onda (lambda), que vale 400 nm. A função trabalho é f = 2,1 eV. A energia cinética máxima segue a equação fotoelétrica: Kmax = E_fóton - f. Passo 2: Calcule a energia do fóton pela fórmula E = h*c/lambda. Convertendo lambda para metros: 400 nm = 400 x 10^-9 m = 4,0 x 10^-7 m. Então E = (6,63 x 10^-34 x 3,0 x 10^8) / (4,0 x 10^-7) = 1,989 x 10^-25 / 4,0 x 10^-7 = 4,97 x 10^-19 J. Passo 3: Converta para eV dividindo por 1,6 x 10^-19 J/eV: E_fóton = 4,97 / 1,6 = aproximadamente 3,1 eV. Passo 4: Calcule Kmax = 3,1 eV - 2,1 eV = aproximadamente 1,0 eV. Passo 5: Compare com o gabarito. O resultado obtido coincide com a alternativa B, que é o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (0,5 eV) não corresponde ao cálculo correto da diferença entre energia do fóton e função trabalho; C (3,0 eV) é a energia do fóton sem subtrair a função trabalho; D (4,0 eV) não resulta de nenhuma operação correta com os dados; E (2,1 eV) é apenas a função trabalho, que é energia necessária para arrancar o elétron e não a energia cinética.
💡 Dica: Calcule a energia da luz e subtraia a função trabalho.
Alternativa por alternativa
Provavelmente estimou a energia do fóton como cerca de 2,6 eV ou errou a conversão para eV e, ao subtrair 2,1 eV, obteve 0,5 eV.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia do fóton com a função trabalho, não subtraindo corretamente para encontrar a energia cinética máxima dos elétrons.
Eph=hc/? ˜ (6,63×10^-34·3,0×10^8)/(4,00×10^-7) ˜4,97×10^-19 J ˜3,11 eV; Kmax=3,11-2,10 ˜1,01 eV ˜1,0 eV.
Calculou apenas a energia do fóton (cerca de 3,1 eV) e esqueceu de subtrair a função trabalho, que é a energia gasta para arrancar o elétron do metal.
Somou a energia do fóton com a função trabalho ou fez uma conversão de unidades incorreta, o que levou a um valor sem base na equação fotoelétrica.
Confundiu energia cinética máxima com a função trabalho, achando que o elétron sai com a mesma energia que foi necessária para arrancá-lo do metal.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico
avaliacao
energia de um fóton · conversão de unidades
Revisar a relação entre energia da luz e função trabalho no efeito fotoelétrico.
O aluno pode confundir a energia do fóton com a função trabalho, não subtraindo corretamente para encontrar a energia cinética máxima dos elétrons.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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