Em uma atividade de laboratório, estudantes analisam o efeito fotoelétrico em uma placa metálica. Sobre ela…
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 uma atividade de laboratório, estudantes analisam o efeito fotoelétrico em uma placa metálica. Sobre ela incide luz monocromática de frequência 5,0 × 10¹4 Hz. O material possui função trabalho de 3,2 eV, mas essa grandeza está relacionada à energia mínima para retirar elétrons do metal. Para os cálculos, considere a constante de Planck h = 4,14 × 10?¹5 eV·s. Com base nas informações do experimento, qual é a energia de cada fóton da radiação incidente?
- A) 3,20 eV
- B) 2,07 eV
- C) 0,80 eV
- D) 2,07 × 10¹⁴ eV
- E) 20,70 eV
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. Pede a energia de cada fóton da radiação incidente, e não a energia para arrancar elétrons do metal. Passo 2: Use a equação de Planck, E = h x f, com h = 4,14 x 10^-15 eV·s (o expoente aparece como -15 no enunciado, provavelmente por erro de digitação) e f = 5,0 x 10^14 Hz. Passo 3: Calcule E = (4,14 x 5,0) x 10^(-15 + 14) = 20,7 x 10^-1 = 2,07 eV. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a B. A função trabalho de 3,2 eV é um dado distrator, pois não entra no cálculo da energia do fóton; ela só serviria para verificar se há emissão de elétrons (o fóton de 2,07 eV é menor que 3,2 eV, logo não haveria efeito fotoelétrico). Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) 3,20 eV é a função trabalho, não a energia do fóton. C) 0,80 eV não resulta de nenhuma operação correta com os dados. D) 2,07 x 10^14 eV tem unidade e ordem de grandeza incorretas, já que energia de fóton não pode ser tão grande em eV. E) 20,70 eV esquece de deslocar a vírgula por causa do expoente -1 do produto. Gabarito oficial conferido: B, coincide com a resolução.
💡 Dica: Calcule a energia dos fótons usando a relação E = hf.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tomou a função trabalho, que é um dado do enunciado, como se fosse a energia do fóton, sem aplicar a equação E = h x f.
A energia de um fóton é dada por E = h · f. Substituindo os valores fornecidos, obtém-se E = (4,14 × 10⁻¹⁵ eV·s)(5,0 × 10¹⁴ s⁻¹) = 20,7 × 10⁻¹ eV = 2,07 eV. A função trabalho não deve ser subtraída, pois o comando solicita a energia do fóton, e não a energia cinética máxima dos elétrons emitidos.
O aluno provavelmente fez uma operação incorreta com os dados, como uma divisão ou subtração sem sentido físico, confundindo a relação entre energia, frequência e constante de Planck.
O aluno multiplicou corretamente 4,14 por 5,0, mas tratou a potência de dez de forma errada, mantendo 10^14 como se fosse a unidade de energia e ignorando o expoente -15 da constante de Planck.
O aluno obteve 20,7 e não deslocou a vírgula, ignorando que o expoente resultante é -1 (10^(-15+14) = 10^-1), o que deveria reduzir o valor para 2,07 eV.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico
avaliacao
energia dos fótons · frequência da luz
Revisar a relação entre frequência e energia dos fótons.
O aluno pode confundir a relação entre frequência e energia, utilizando a função trabalho em vez de calcular a energia dos fótons corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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