Qual observação do efeito fotoelétrico contradiz a previsão da teoria ondulatória clássica: dependência da…
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 observação do efeito fotoelétrico contradiz a previsão da teoria ondulatória clássica: dependência da intensidade I (W/m^2) ou da frequência f (Hz) da luz?
- A) A intensidade I pode ser zero e ainda ter emissão.
- B) A intensidade I determina a cor da luz.
- C) A energia cinética máxima depende da frequência f, não da intensidade I.
- D) A frequência f é irrelevante no efeito fotoelétrico.
- E) A energia cinética máxima depende da intensidade.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Lembre a previsão da teoria ondulatória clássica. Se a luz é uma onda, sua energia depende da intensidade (amplitude). Assim, uma luz mais intensa deveria transferir mais energia aos elétrons, e a energia cinética dos elétrons deveria aumentar com I, independentemente da frequência. Além disso, um feixe fraco deveria levar algum tempo para acumular energia suficiente para arrancar um elétron.
- Lembre as observações experimentais de Hertz, Lenard e Millikan. A energia cinética máxima dos fotoelétrons não depende da intensidade: aumentar I só aumenta o número de elétrons emitidos (a corrente). Ela depende da frequência f, e existe uma frequência de corte abaixo da qual não há emissão, por mais intensa que seja a luz. A emissão também é praticamente instantânea, sem o atraso que a teoria ondulatória previria.
- Portanto, a observação que contradiz a teoria ondulatória é a alternativa C: a energia cinética máxima depende de f, e não de I. Essa é a dependência que a teoria clássica não consegue explicar. Einstein explicou o fenômeno com fótons de energia hf.
- Por que as outras estão erradas. A: uma intensidade zero significa ausência de luz, logo não há emissão. B: a cor da luz é determinada pela frequência, não pela intensidade. D: a frequência é justamente a grandeza decisiva, pois define se há emissão e a energia dos elétrons. E: essa é a previsão da teoria clássica que o experimento contradiz, não a observação que a contradiz.
💡 Dica: Considere as características do efeito fotoelétrico em relação à luz.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que a luz pode arrancar elétrons mesmo sem intensidade, confundindo a ausência de luz com a presença de uma luz fraca. Não percebe que intensidade zero significa ausência total de energia incidente.
Por que engana: Confundir a relação entre intensidade e frequência, acreditando que a intensidade determina a energia cinética dos elétrons emitidos.
O aluno confunde intensidade (brilho, quantidade de energia por área) com cor, que é determinada pela frequência ou comprimento de onda da radiação.
Clássico: aumento da intensidade aumenta energia entregue; experimento mostra KEmax depende de f e há frequência limiar independentemente da intensidade.
O aluno conclui que a frequência não importa, possivelmente por imaginar que basta luz suficientemente intensa para arrancar elétrons. Ignora que a frequência define a existência da emissão (frequência de corte) e a energia cinética máxima.
O aluno transfere a intuição da física ondulatória clássica ao efeito fotoelétrico, achando que mais intensidade dá elétrons mais energéticos. Essa é justamente a previsão que o experimento refuta, então a alternativa descreve o que a teoria clássica prevê, não o que se observa.
Raio-X da questão
efeito fotoelétrico
avaliacao
teoria ondulatória da luz · efeito fotoelétrico
Revisar as diferenças entre a teoria ondulatória e a teoria quântica da luz.
Confundir a relação entre intensidade e frequência, acreditando que a intensidade determina a energia cinética dos elétrons emitidos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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