Para que uma radiação consiga extrair elétrons de uma placa de tungstênio, é necessário que sua frequência seja, no mínimo, de 1,50 x 10^15 Hz. Sendo assim, a energia cinética máxima, em elétron-volts, dos elétrons emitidos pelo tungstênio, no vácuo, quando nele incide uma radiação
de comprimento de onda igual a 150 nm, é, aproximadamente, igual a
Dados:
– constante de Planck h = 6,63 x 10^–34 J.s
– velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo c = 3,0 x 10^8 m/s
– massa do elétron m = 9,1 x 10^–31 kg
– 1 eV = 1,6 x 10^–19 J
(A) 2,1
(B) 4,8
(C) 6,9
(D) 11,5
(E) 18,5
Resposta Correta “A”
Essa questão é bem simples. O ideal é primeiro converter todos os dados para unidades adequadas para agilizar os cálculos.
f_min = 1.5 * 10^15 Hz = 1.5 * 10^15 s^(-1)
L = 150 nm = 1.5 * 10^(-7) m
h = 6.63 x 10^–34 J.s = 4.14*10^(-15) eVs
c = 3.0 * 10^8 m/s
Com f_min, calculamos o valor da função trabalho da chapa de tungstênio:
E_0 = h*f
E_0 = 6.21 eV
Agora, usamos o comprimento de onda e a velocidade da luz para calcular a energia dos fótons incidentes.:
E_f = h*c/L
E_f = 8.28 eV
A energia cinética dos elétrons ejetados, então, será igual a energia remanescente após eles vencerem a função trabalho. Logo:
E_k = E_f – E_0
E_k = 2.07
Arredontando, temos que a resposta é (A) 2.1. Note que a massa do elétron é desnecessária para resolver esse problema, então nem me preocupei em enumerá-la na solução.