Efeito fotoeléctrico

1. Uma radiação de energia incide numa amostra de crípton (Kr),

provocando a emissão de electrões com energia cinética igual a .

1.1. Qual o valor da energia mínima de remoção do crípton.1.2. Se essa mesma radiação incidir numa placa de prata com energia mínima de remoção igual a

, haverá efeito fotoeléctrico? Em caso afirmativo, com que energia cinética saem os

electrões?

2. Calcule a velocidade de um electrão ejectado duma placa de prata por uma radiação de energia (Dados: energia de remoção dos electrões da prata: ;

me=9,1x10-31 kg).

3. Um laser de luz verde emite um feixe com energia total , que

contém fotões. O feixe incide numa amostra de rubídio. A energia

mínima necessária para remover um electrão do rubídio é .

3.1. Calcule a energia de cada fotão e indique se o referido laser produz efeito fotoeléctrico nos átomos de rubídio.3.2. Indique uma radiação de outra gama do espectro electromagnético mais energética que a radiação emitida pelo laser.3.3. Refira uma aplicação tecnológica do efeito fotoeléctrico.

4. A energia de ionização do cobre é 4,5 eV. Uma radiação ulravioleta com a energia de

incide num átomo de cobre. Qual é a energia cinética com que o electrão é libertado. (Dados: 1eV=1,6x10-19

J)

5. Uma radiação electromagnética de incide numa placa de um metal para o qual a

energia mínima necessária à remoção de electrões é .

5.1. Determine a energia cinética de um electrão ejectado da superfície do metal se sobre ele incidir radiação electromagnética referida.5.2. Se for aumentada a intensidade da radiação incidente, que alteração, a haver alguma, ocorre na energia cinética dos electrões removidos?

6. Classifique como verdadeira ou falsa cada uma das seguintes afirmações:(A) A energia cinética de um electrão emitido por efeito fotoeléctrico é tanto maior quanto maior for a energia dos fotões da radiação incidente.(B) Um feixe de radiações ultravioleta tem muitos fotões se lhe corresponder uma elevada intensidade.(C) A energia dos electrões arrancados de uma placa depende do tipo de radiação que sobre ele incide.(D) Se um fotão “verde” for capaz de remover um electrão de um metal, o mesmo acontecerá com um fotão “azul”, em relação ao mesmo metal.(E) Uma das aplicações do efeito fotoeléctrico corresponde aos sensores de incêndio.(F) Se uma luz violeta extrair electrões de um metal M1 com maior energia cinética do que se incidir num metal M2, então M1 tem menor energia de remoção do que M2.(G) Um metal A tem maior energia de remoção do que o metal B. A mesma luz incidindo sobre os dois metais pode extrair electrões de A mas não de B.(H) Aumentando a intensidade da radiação incidente, aumenta a energia cinética dos electrões ejectados.

7. Considere as situações A, B, C e D em que as placas metálicas são atingidas por uma dada radiação.

(me = kg)

CDDS 1011 V1 FT 4 - PÁGINA 1 / 2v = 9,0 x 105 m/s

A B C D

Erad = 6,70 x 10-15 J Erad = 6,70 x 10-15 J

Erem = 3,06 x 10-15 J Erem = 3,06 x 10-15 J

v = 9,0 x 106 m/s

7.1. Interprete porque não são ejectados electrões quando sobre a placa B incide a mesma radiação que na placa A7.2. Compare as situações C e D e refira em qual das situações é menor a energia da radiação incidente. Justifique.7.3. Calcule a energia de radiação que incide na placa C.

8. Considere uma célula fotoeléctrica com o cátodo de tungsténio, cuja energia mínima de remoção é

.

8.1. Sabendo que a energia da radiação visível varia aproximadamente entre e ,

classifique a afirmação seguinte como verdadeira ou falsa e justifique a classificação realizada:“Qualquer radiação visível que incida no tungsténio produz efeito fotoeléctrico.”

8.2. Das radiações verde, azul e violeta, todas capazes de produzir efeito fotoeléctrico no tungsténio, indique a mais adequada para extrair electrões com mais energia cinética.8.3. Calcule a energia cinética do electrão emitido quando incidir no tungsténio radiação UV de energia

. Apresente todas as etapas de resolução.

9. A figura representa radiações com iguais frequências que incidem em amostras de dois metais A e B. Em ambos os casos há emissão de electrões mas, a energia cinética dos electrões emitidos pelo metal A é maior do que a energia cinética dos electrões emitidos pelo metal B. Considere que todos os fotões de cada feixe interajem efectivamente com electrões situados nas amostras ilustradas.

Classifique como verdadeira ou falsa cada uma das seguintes afirmações:(A) A energia de remoção do metal A é maior do que a energia de remoção do metal B

(B) No metal B, o número de electrões ejectados é .

(C) A energia do feixe incidente no metal A é o dobro da energia do feixe incidente no metal B.(D) A energia cinética dos electrões emitidos pelo metal B é necessariamente igual a metade da energia cinética dos electrões emitidos pelo metal A.

SOLUÇÕES1.1. 2,26x10-18 J; 1.2. Sim, 2,20x10-18 J; 2. 1,33x106 m/s; 3.1. 3,06x10-19 J; não ocorre efeito fotoeléctrico; 3.2. Radiação violeta; 3.3. Automatismos de portas; 4. 1,28x10-18 J; 5.1. 1,62x0-17 J; 5.2. Não há alteração no valor da EC, ocorrendo emissão de um maior número de electrões; 6. V, V, V, V, V, V, F, F; 7.1. ER (A) <ER (B); 7.2. Na situação D, uma vez que em D os electrões são ejectados com menor velocidade (logo com menor EC) do que em C, apesar de o valor da ER ser igual nas duas situações (C e D) ilustradas; 7.3. ERAD=3,1x10-15 J; 8.1. A afirmação é falsa, uma vez que apenas radiações de uma gama energética igual ou superior a 4,2x10-19 J (o que não contém todas as radiações da gama visível) serão capazes de provocar efeito fotoeléctrico; 8.2. Violeta; 8.3. 1,46 x10-18 J; 9. F, V, V, F.

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Metal A Metal B