Uma superfície metálica tem trabalho de saída f = 4,0×10^-19 J. Qual a frequência mínima f_min da radiação que…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma superfície metálica tem trabalho de saída f = 4,0×10^-19 J. Qual a frequência mínima f_min da radiação que provoca emissão fotoelétrica? Use h = 6,6×10^-34 J·s.
- A) f_min = 6,6×10^14 Hz
- B) f_min = f/h = (4,0×10^-19 J)/(6,6×10^-34 J·s) ˜ 6,1×10^14 Hz.
- C) f_min = 1,0×10^14 Hz
- D) f_min = 8,0×10^14 Hz
- E) f_min = 2,0×10^15 Hz
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- No efeito fotoelétrico, a energia do fóton (h vezes f) deve ser igual ou superior ao trabalho de saída do metal (φ) para que ocorra emissão. Logo, a frequência mínima é f_min = φ/h, em que φ é o trabalho de saída. Passo 2: Substituindo os dados: f_min = (4,0×10^-19 J)/(6,6×10^-34 J·s). Passo 3: Dividindo 4,0 por 6,6 obtemos cerca de 0,606; como 10^-19 dividido por 10^-34 resulta em 10^15, temos 0,606×10^15 = 6,06×10^14 Hz, que arredondado fica 6,1×10^14 Hz. Passo 4: Esse valor coincide com a alternativa B, que é o gabarito oficial, e eu concordo com ele. Passo 5: A alternativa A (6,6×10^14 Hz) está errada porque apenas copia o valor numérico de h, sem realizar a divisão pelo trabalho de saída. A alternativa C (1,0×10^14 Hz) está errada porque o resultado é quase seis vezes menor que o correto. A alternativa D (8,0×10^14 Hz) está errada porque não corresponde à razão entre 4,0 e 6,6. A alternativa E (2,0×10^15 Hz) está errada porque tem ordem de grandeza maior que a correta. Observação: a alternativa B escreve o trabalho de saída como f, o que é uma notação confusa, pois f também representa frequência; o valor numérico final, porém, está correto.
💡 Dica: Utilize a relação entre energia e frequência da radiação.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a frequência mínima é numericamente igual à constante de Planck, ou seja, confunde h com o resultado da divisão e não efetua a operação entre o trabalho de saída e h.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre energia e frequência, aplicando incorretamente a fórmula de Planck.
Pelo efeito fotoelétrico E_fóton = h·f deve igualar o trabalho de saída f; assim f = f/h. Substituindo os valores obtém-se ˜6,1×10^14 Hz.
O aluno realizou a divisão de forma incorreta ou arredondou de maneira grosseira, chegando a uma ordem de grandeza de 10^14 com mantissa 1,0 que não corresponde a 4,0 dividido por 6,6.
O aluno errou o cálculo da razão entre 4,0 e 6,6 ou manipulou os números de forma aleatória, obtendo 8,0×10^14 Hz, que não é o quociente correto.
O aluno errou o expoente da potência de dez ao dividir 10^-19 por 10^-34, obtendo 10^15 em vez de tratar corretamente o resultado, o que gera uma ordem de grandeza maior que a real.
Raio-X da questão
emissão fotoelétrica
avaliacao
lei de Planck · emissão de radiação
Revisar a relação entre energia, frequência e a constante de Planck.
O aluno pode confundir a relação entre energia e frequência, aplicando incorretamente a fórmula de Planck.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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