Um metal tem função trabalho f = 2,0 eV. Use h = 6,6×10^-34 J·s e 1 eV = 1,6×10^-19 J. Calcule a frequência…
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
Um metal tem função trabalho f = 2,0 eV. Use h = 6,6×10^-34 J·s e 1 eV = 1,6×10^-19 J. Calcule a frequência limiar f0 do efeito fotoelétrico.
- A) f0 = f/1,6×10^-19 J
- B) f0 = f·h = 3,2×10^-19 J·6,6×10^-34 J·s
- C) f0 = 6,6×10^-34 J·s / 2,0 eV
- D) f0 = f/h = (2,0·1,6×10^-19 J)/(6,6×10^-34 J·s) ˜ 4,85×10^14 Hz.
- E) f0 = f×1014 Hz
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A função trabalho é a energia mínima necessária para arrancar um elétron do metal. Convertendo para joules: f = 2,0 eV = 2,0 × 1,6×10^-19 J = 3,2×10^-19 J. Passo 2: Na equação do efeito fotoelétrico, a energia de um fóton que corresponde ao limiar é igual à função trabalho: h × f0 = f (usando a notação do enunciado, em que f é a função trabalho). Logo, f0 = f / h. Passo 3: Substituindo os valores: f0 = 3,2×10^-19 J / 6,6×10^-34 J·s ≈ 0,485×10^15 Hz = 4,85×10^14 Hz. Passo 4: O gabarito D está correto, pois a expressão está certa e o resultado tem unidade de Hz. Passo 5: A alternativa A está errada, pois divide energia por energia (J por J) e não chega a uma grandeza em hertz. A alternativa B está errada, pois multiplica f por h, o que não corresponde à relação correta e resulta em J, não em Hz. A alternativa C está errada, pois inverte a relação e divide h pela energia, o que dá unidade de s, não de Hz. A alternativa E está errada, pois não há cálculo válido: multiplica o símbolo da função trabalho por 10^14 e não deriva o valor a partir de h e da energia.
💡 Dica: Use a relação entre energia e frequência para calcular.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que basta converter eV para joules e dividir pela conversão, sem usar a constante de Planck. Ele trata a energia como se já fosse frequência.
O aluno multiplica a função trabalho pela constante h, achando que a frequência é o produto da energia pela constante. Ele confunde a relação de divisão com multiplicação.
Por que engana: Confundir a relação entre energia e frequência, aplicando incorretamente a fórmula do efeito fotoelétrico.
O aluno inverte a fração e divide a constante h pela energia, pensando que f0 = h / f. Com isso o resultado teria unidade de s e não de Hz.
Converter f: 2,0 eV = 3,2×10^-19 J. Usar f0 = f/h ? f0 = 3,2×10^-19 J / 6,6×10^-34 J·s ˜ 4,85×10^14 Hz.
O aluno não faz nenhum cálculo com h e com a energia, apenas multiplica o símbolo da função trabalho por 10^14 Hz. Ele não entende de onde vem o valor da frequência limiar.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico
avaliacao
efeito fotoelétrico · conversao de unidades
Revisar a relação entre energia e frequência no efeito fotoelétrico.
Confundir a relação entre energia e frequência, aplicando incorretamente a fórmula do efeito fotoelétrico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um metal tem trabalho de extração f = 2,0 eV. Calcule a frequência limiar f0 para emissão fotoelétrica. Use h =…
- Um metal tem função trabalho f = 2,0 eV. Usando h = 6,63×10^-34 J·s e 1 eV = 1,6×10^-19 J, calcule a frequência de corte…
- Um metal com trabalho de saída f = 2,0 eV é iluminado por fótons de frequência f = 6,0×10^14 Hz. Usando h = 6,63×10^-34…
- Em um experimento didático sobre o efeito fotoelétrico, uma superfície metálica é iluminada com radiação de frequência…
- Uma superfície metálica tem trabalho de saída f = 2,0 eV. Irradia-se luz de frequência f = 8,0×10^14 Hz. Calcule a…
- Uma superfície metálica tem trabalho de saída f = 4,0×10^-19 J. Qual a frequência mínima f_min da radiação que provoca…
Todas as questões de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade)
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog