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Questão de Fótons e Efeito fotoelétrico - UFJF

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  • Física quântica
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MédioFótons e Efeito fotoelétrico

O fenômeno de emissão de elétrons por superfícies metálicas, quando iluminadas por radiação eletromagnética, foi descoberto por Heinrich Rudolf Hertz, em 1887, e ficou conhecido como efeito fotoelétrico. Experimentalmente, observa-se que o efeito fotoelétrico deixa de ocorrer quando uma diferença de potencial apropriada, denominada de potencial frenador V0V_0, é aplicada na superfície do metal. Em 1905, Albert Einstein conseguiu explicar o efeito fotoelétrico, fazendo a suposição notável de que a energia da luz seja concentrada na forma de pacotes quânticos, denominados fótons. De acordo com a teoria de Einstein, quando um fóton, de energia E=hfE = hf, atinge o elétron mais fracamente ligado ao metal, esse elétron absorve toda a energia do fóton e adquire uma energia cinética Ec=eV0=hf−W0E_c = eV_0 = hf − W_0, onde ee é a carga elétrica do elétron, ff é a frequência da luz, hh é a constante de Planck e W0W_0 é a função trabalho do metal. Essa equação prevê a existência de uma frequência limiar fLf_L, correspondente Ec=0E_c = 0, abaixo da qual o efeito fotoelétrico deixa de ocorrer. Em 1914, Robert Andrews Millikan realizou um experimento sobre o efeito fotoelétrico que comprovou a teoria de Einstein. Nesse experimento, Millikan estudou o comportamento do potencial frenador em função das diferentes frequências da luz incidente em uma amostra de sódio, cujo resultado é mostrado na figura abaixo.

Figura da questão de Física da UFJF sobre Fótons e Efeito fotoelétrico

Com base no resultado desse gráfico, é correto afirmar que a função trabalho do sódio, em Joules, é:

Dado: Constante de Planck h = 6,63×10−34 J×s = 4,14×10−15 eV×s

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