Lição de casa da aula: A Energia Cinética dos Fotoelétrons Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular a energia cinética máxima possível dos elétrons que são ejetados da superfície de um metal devido ao efeito fotoelétrico.

Questão 1

Um cátodo de cobre numa câmara de vácuo é iluminado com luz de um laser, fazendo eletrões serem emitidos da superfície do metal. A luz tem uma frequência de 1,80×10 Hz. A energia cinética máxima de eletrões ejetados é de 2,80 eV. Qual é a função trabalho do cobre? Utilize o valor de 4,14×10 eV⋅s para o valor da constante de Planck. Apresente a resposta em eletrões-volts com 3 algarismos significativos.

Questão 2

O chumbo contido no vácuo é iluminado com a luz de um laser, fazendo com que os eletrões sejam emitidos da superfície do metal. O chumbo tem uma função trabalho de 4,25 eV. A energia cinética máxima dos eletrões é de 4,03 eV. Qual é a frequência da luz que o laser emite? Utilize 4,14×10 eV⋅s para o valor da constante de Planck. Apresente a resposta em notação científica com duas casas decimais.

  • A3,68×10 Hz
  • B1,03×10 Hz
  • C5,31×10 Hz
  • D2,00×10 Hz
  • E9,73×10 Hz

Questão 3

Uma superfície metálica polida no vácuo é iluminada com luz de um laser, fazendo eletrões seres emitidos da superfície do metal. A luz tem uma frequência de 2,00×10 Hz. A função trabalho do metal é de 1,40 eV. Qual é a energia cinética máxima que os eletrões podem ter? Utilize o valor de 4,14×10 eV⋅s para a constante de Planck. Apresente a resposta em eletrões-volt.

Questão 4

Um laser de 12,0 mW que produz luz de 400 nm é utilizado para iluminar a superfície de um bloco de sódio.

Quanta energia tem cada fotão produzido pelo laser? Utilize o valor de 4,14×10 eV⋅s para a constante de Planck. Apresente a resposta com duas casas decimais.

Quantos fotões são produzidos pelo laser por segundo? Apresente a resposta em notação científica com duas casas decimais.

  • A1,88×10
  • B6,25×10
  • C2,42×10
  • D2,26×10
  • E1,81×10

O sódio tem uma função trabalho de 2,28 eV. Qual é a energia cinética máxima que os eletrões ejetados do sódio podem ter? Apresente a resposta com duas casas decimais.

Qual é a velocidade de um eletrão que é ejetado com a energia cinética máxima possível? Apresente a resposta em quilômetro por segundo, arredondada às unidades.

Se cada um dos fotões produzidos pelo laser ejetarem um eletrão do sódio, qual é a corrente total dos fotoeletrões? Utilize o valor de 1,60×10 C da carga de um eletrão. Apresente a resposta com duas casas decimais.

Questão 5

Um laser de 20,0 mW que produz 250 nm de luz é usada para iluminar um bloco de prata. Isso faz com que os elétrons sejam ejetados da superfície da prata. Se todos os fótons produzidos pelo laser ejetam um elétron da prata, qual é a corrente total dos fotoelétrons? A prata tem uma função de trabalho de 4,26 eV. Use um valor de 4,14×10 eV⋅s para a constante de Planck e um valor de 1,60×10 C para a carga de um elétron. Dê sua resposta para três algarismos significativos.

Questão 6

O diagrama mostra um circuito elétrico. O circuito contém um ânodo e um cátodo numa câmara de vácuo. O ânodo e o cátodo estão ligados a um amperímetro e bateria em série. O cátodo é feito de níquel.

Luz de diferentes comprimentos de onda é utilizada para iluminar o cátodo de níquel. Quando o comprimento de onda da luz é inferior a 248 nm, o amperímetro mostra uma leitura de 12,8 mA. Qual é a função trabalho do níquel? Utilize o valor de 4,14×10 eV⋅s para a constante de Planck. Apresente a resposta com duas casas decimais.

Inicialmente, o laser utilizado para iluminar o cátodo tinha um potência de saída de 64 mW. Se esta aumentasse para 128 mW, qual seria a corrente no circuito? Apresente a resposta com uma casa decimal.

Questão 7

O gráfico mostra a energia cinética máxima de fotoeletrões quando diferentes metais são iluminados com luz de diferentes comprimentos de onda.

Qual dos metais tem a menor função trabalho?

  • AUrãnio
  • BSelénio
  • CSóadio
  • DZinco
  • ECésio

Qual dos metais tem a maior função trabalho?

  • AUrânio
  • BZinco
  • CCésio
  • DSelénio
  • ESódio

Questão 8

Um laser sintonizável é utilizado para iluminar a superfície de um metal com diferentes comprimentos de onda de luz. Quando o comprimento de onda da luz é menor do que um determinado valor, os eletrões são emitidos da superfície do metal. O gráfico mostra a energia cinética máxima dos eletrões emitidos em função do comprimento de onda dos fotões.

Qual é o comprimento de onda máximo da luz para a qual os eletrões serão emitidos da superfície do metal?

Qual é a função trabalho do metal? Utilize o valor de 4,14×10 eV⋅s para a constante de Planck. Apresente a resposta em elétrons-volts com duas casas decimais.

Questão 9

O gráfico mostra a energia cinética máxima de fotoeletrões quando diferentes metais são iluminados com luz de diferentes frequências.

Qual dos metais tem a menor função trabalho?

  • APlatina
  • BCálcio
  • CBerílio
  • DCésio
  • EAlumínio

Qual dos metais tem a maior função trabalho?

  • ACésio
  • BPlatina
  • CCálcio
  • DBerílio
  • EAlumínio

Questão 10

Um laser sintonizável é utilizado para iluminar a superfície de um metal com frequências de luz diferentes. Acima de uma certa frequência de luz, os eletrões são emitidos da superfície do metal. O gráfico mostra a energia cinética máxima dos eletrões emitidos em relação à energia dos fotões. Qual é a função trabalho do metal?

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