Analise a relação entre o efeito fotoelétrico e a energia dos fótons.
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Analise a relação entre o efeito fotoelétrico e a energia dos fótons.
- A) A energia do fóton não afeta a emissão de elétrons.
- B) Fótons de alta energia não produzem efeito fotoelétrico.
- C) O efeito ocorre apenas com fótons de baixa frequência.
- D) A energia do fóton é proporcional à frequência.
- E) Elétrons são liberados independente da energia do fóton.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- No efeito fotoelétrico, luz incidente sobre um metal arranca elétrons da superfície. Passo 2: Segundo Einstein, a luz é formada por fótons, e a energia de cada fóton é dada por E = h·f, em que h é a constante de Planck e f é a frequência. Assim, a energia do fóton é proporcional à frequência, o que torna a alternativa D correta. Passo 3: Para arrancar um elétron é preciso que a energia do fóton seja pelo menos igual à função trabalho do metal, que é a energia mínima para remover o elétron. Logo, o que decide se há emissão é a energia (frequência) de cada fóton, e não a intensidade da luz. Passo 4: A alternativa A está errada, pois a energia do fóton determina sim se haverá emissão. A alternativa B está errada, pois fótons de alta energia são justamente os que conseguem produzir o efeito. A alternativa C está errada, pois o efeito exige frequência acima de um limiar mínimo, e não frequência baixa. A alternativa E está errada, pois sem energia suficiente o elétron não é liberado, independentemente da quantidade de luz. Passo 5: A análise confirma o gabarito oficial D.
💡 Dica: Considere a relação entre energia e frequência dos fótons.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que, como a luz mais forte tem mais energia total, a energia de cada fóton não influencia a emissão. Ele confunde intensidade luminosa (quantidade de fótons) com energia individual de cada fóton.
O aluno inverte a relação entre energia e efeito, supondo que fótons energéticos seriam 'fortes demais' para arrancar elétrons. Na verdade, quanto maior a energia do fóton, maior a chance de ele remover o elétron.
Por que engana: Confundir a relação entre energia do fóton e frequência, acreditando que fótons de qualquer energia podem causar efeito fotoelétrico.
O aluno acredita que o efeito ocorre com frequências baixas, talvez confundindo com a ideia de luz de cor vermelha ou com a noção de que baixa energia é suficiente. O efeito exige frequência acima de um limiar mínimo.
Fótons com maior frequência têm mais energia.
O aluno usa a intuição do dia a dia de que qualquer luz intensa 'arranca' elétrons, ignorando a exigência de energia mínima por fóton. Não percebe que, abaixo do limiar, nenhum elétron é liberado.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico e fótons
avaliacao
energia dos fótons · frequência e comprimento de onda
Revisar a relação entre energia dos fótons e o efeito fotoelétrico.
Confundir a relação entre energia do fóton e frequência, acreditando que fótons de qualquer energia podem causar efeito fotoelétrico.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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