Qual é a energia mínima necessária para ejetar um elétron de um metal com função trabalho de 4 eV? Utilize a…
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
Qual é a energia mínima necessária para ejetar um elétron de um metal com função trabalho de 4 eV? Utilize a relação E = hf, onde h = 6,63×10?³4 J·s e f é a frequência da luz incidente.
- A) 2,5 eV
- B) 4 eV
- C) 6 eV
- D) 3 eV
- E) 5 eV
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- A energia mínima para arrancar um elétron do metal é a própria função trabalho, pois é a menor energia que um fóton precisa fornecer para vencer a atração do metal e sair com energia cinética zero. Passo 2: Pela relação E = hf, o fóton incidente deve ter energia E = 4 eV no limite mínimo, ou seja, hf = 4 eV. Passo 3: Como a questão pede apenas a energia mínima e não a energia cinética do elétron ejetado, não há nenhum cálculo adicional a fazer com h (6,63×10^-34 J·s) e a frequência; a constante h serve apenas para relacionar energia e frequência, e a frequência mínima seria f = 4 eV / h. Passo 4: Portanto a alternativa correta é a B, 4 eV, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A (2,5 eV) está errada porque é menor que a função trabalho, e a energia não pode ser menor que ela para ejetar o elétron. Passo 6: A alternativa C (6 eV) está errada porque acrescenta 2 eV sem motivo, já que a energia cinética do elétron não é pedida. Passo 7: A alternativa D (3 eV) está errada porque também fica abaixo da função trabalho, insuficiente para a emissão. Passo 8: A alternativa E (5 eV) está errada porque excede a energia mínima, que é exatamente a função trabalho; um valor maior só daria energia cinética ao elétron.
💡 Dica: Calcule a energia usando a relação E = hf e considere a função trabalho.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a energia necessária pode ser menor que a função trabalho, talvez por dividir ou reduzir o valor dado sem justificativa. Não percebe que o fóton precisa ao menos igualar a função trabalho.
Corresponde exatamente à função trabalho, ou seja, é a energia mínima necessária.
O aluno soma uma energia extra à função trabalho, supondo que é preciso fornecer energia adicional além da necessária para vencer o metal. Confunde a energia mínima com uma energia de excesso.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia mínima necessária com a energia total do fóton, não considerando a função trabalho do metal.
O aluno subtrai ou retira uma parcela do valor de 4 eV, possivelmente ao confundir a energia mínima com a energia cinética do elétron ou ao fazer uma conta sem sentido. Acaba indicando um valor abaixo da função trabalho.
O aluno supõe que, por segurança, é preciso fornecer mais energia que a função trabalho, como se houvesse uma margem obrigatória. A intuição do dia a dia de que 'um pouco a mais garante' é aplicada contra o conceito de energia mínima.
Raio-X da questão
energia de ejeção de elétrons
avaliacao
energia de ejeção de elétrons · relação E = hf
Revisar a relação entre energia, frequência e função trabalho.
O aluno pode confundir a energia mínima necessária com a energia total do fóton, não considerando a função trabalho do metal.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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