Em um experimento sobre o efeito fotoelétrico, uma superfície metálica é iluminada com radiações de diferentes…
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
Em um experimento sobre o efeito fotoelétrico, uma superfície metálica é iluminada com radiações de diferentes frequências. Segundo o modelo de Einstein, a energia de cada fóton é dada por E = h·f, em que h é a constante de Planck e f é a frequência da radiação. Assim, mantendo-se o mesmo material e considerando fótons individuais, a frequência da luz determina a energia transferida por cada fóton. Com base no texto, qual é a relação entre a frequência da luz e a energia de cada fóton no efeito fotoelétrico?
- A) A energia permanece igual para qualquer frequência.
- B) A energia diminui proporcionalmente à frequência.
- C) A energia cresce apenas acima da frequência mínima.
- D) A energia aumenta proporcionalmente à frequência.
- E) A energia depende somente da intensidade luminosa.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- O enunciado informa que a energia de cada fóton é dada por E = h·f, em que h é a constante de Planck (um valor fixo e positivo) e f é a frequência da radiação.
- Na expressão E = h·f, h é constante e multiplica f. Logo, se a frequência aumenta, a energia do fóton aumenta na mesma proporção, e se a frequência diminui, a energia diminui. Essa é uma relação de proporcionalidade direta.
- Comparando com as alternativas: a alternativa D afirma exatamente que a energia aumenta proporcionalmente à frequência, o que corresponde à relação E = h·f.
- Por que as outras estão erradas: A afirma que a energia não varia com a frequência, contrariando a fórmula; B inverte a relação, dizendo que a energia diminui com a frequência; C introduz uma frequência mínima, que é um conceito do limiar de extração de elétrons, não da energia de cada fóton; E diz que a energia depende da intensidade, mas a intensidade está associada ao número de fótons, não à energia de cada um.
- Conclusão: o gabarito oficial D está correto e coincide com a resolução obtida sem depender dele.
💡 Dica: Considere a relação entre frequência e energia dos fótons.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, por a luz ser a mesma radiação ou o mesmo material, a energia de cada fóton permanece constante. Confunde a energia do fóton com uma propriedade fixa da superfície metálica.
O aluno inverte a proporcionalidade, imaginando que quanto maior a frequência, menor a energia, talvez pensando na relação inversa entre frequência e comprimento de onda.
O aluno mistura o conceito de frequência limiar do efeito fotoelétrico com a energia do fóton, supondo que a energia só passa a crescer a partir de um valor mínimo.
De acordo com a expressão E = h·f, a energia E de um fóton é igual ao produto da constante de Planck h pela frequência f. Como h é constante, quando a frequência aumenta, a energia de cada fóton aumenta na mesma proporção.
O aluno associa a energia de cada fóton à intensidade da luz, que é uma grandeza do dia a dia (brilho), ignorando que a intensidade depende do número de fótons e não da energia individual.
Por que engana: Confundir a relação direta entre frequência e energia dos fótons, pensando que a energia é constante ou depende da intensidade da luz.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico
avaliacao
energia dos fotons · frequencia da luz
Revisar a relação entre frequência e energia no efeito fotoelétrico.
Confundir a relação direta entre frequência e energia dos fótons, pensando que a energia é constante ou depende da intensidade da luz.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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