(DISSERTATIVA, Dif.3) Um gráfico descreve que para frequência f < f0 = 4,50×10^14 Hz não há emissão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
(DISSERTATIVA, Dif.3) Um gráfico descreve que para frequência f < f0 = 4,50×10^14 Hz não há emissão fotoelétrica; para f = f0 a intensidade I cresce com f segundo I = a(f - f0) com a = 1,5×10?15 W·s. Um pesquisador afirma: “Aumentar I mantendo f constante (f > f0) aumenta a energia cinética máxima K_max dos fotoelétrons.” Usando h = 6,63×10?34 J·s e considerando f = h·f0, discuta criticamente a afirmação e calcule K_max para f = 6,00×10^14 Hz.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Crítica: A teoria quântica do fotoelétrico prevê K_max = h·f - f, portanto K_max depende apenas da frequência f dos fótons e da função trabalho f; a intensidade I (fluxo de fótons) altera a taxa de emissão (número de elétrons por segundo), não a energia máxima dos fotoelétrons. Cálculo: f = h·f0 = 6,63×10?34·4,50×10^14 = 2,98×10?19 J. K_max = h·f - f = 6,63×10?34·6,00×10^14 - 2,98×10?19 = 3,978×10?19 - 2,98×10?19 = 9,95×10?20 J (˜0,622 eV). Conclusão: A afirmação é incorreta; aumentar intensidade a f fixo (f>f0) aumenta número de elétrons emitidos, não K_max.
Explicação
A energia cinética máxima dos fotoelétrons depende exclusivamente da frequência dos fótons incidentes, conforme a relação K_max = h·f - W, onde W é a função trabalho. A intensidade da luz, que está relacionada ao número de fótons, não altera a energia de cada fóton, apenas a quantidade de elétrons emitidos. Portanto, aumentar a intensidade mantendo a frequência constante não impacta a energia cinética máxima dos fotoelétrons.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico
avaliacao
efeito fotoelétrico · energia cinética dos fotoelétrons
Revisar a relação entre frequência, intensidade e energia cinética no efeito fotoelétrico.
O aluno pode confundir a relação entre intensidade e energia cinética, acreditando que aumentar a intensidade diretamente aumenta a energia cinética dos fotoelétrons, sem considerar a frequência.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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