O efeito fotoelétrico foi um dos fenômenos que ajudaram a construir a física moderna. Ele ocorre quando a luz incide sobre determinados materiais e consegue arrancar elétrons, revelando que a energia da radiação não depende apenas de sua intensidade, mas também de sua frequência.
Ao estudar esse efeito, surgem ideias importantes como frequência de corte, função trabalho e quantização da energia em fótons. Essas noções explicam por que certos metais emitem elétrons sob luz ultravioleta e não sob luz visível, além de mostrarem limites do modelo clássico da luz.
Questões sobre efeito fotoelétrico
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correto. No efeito fotoelétrico, a energia do fóton é h f, e a frequência é decisiva para superar a função trabalho.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Correto. Abaixo da frequência de corte, a energia do fóton não atinge a função trabalho do metal.
Comentários por alternativa:
- A) O feixe abaixo do limite não consegue arrancar elétrons, mesmo intenso.
- B) Se a frequência está abaixo da de corte, o efeito não ocorre por acúmulo de energia dos fótons.
- C) Intensidade maior aumenta a quantidade de fótons, não a energia de cada fóton.
- D) Correto. Abaixo da frequência de corte, a energia do fóton não atinge a função trabalho do metal.
- E) A temperatura do metal não substitui a condição de frequência mínima para emissão.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correto. A intensidade maior significa mais fótons por segundo, aumentando a corrente fotoelétrica sem alterar a energia máxima dos elétrons.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. A intensidade maior significa mais fótons por segundo, aumentando a corrente fotoelétrica sem alterar a energia máxima dos elétrons.
- B) Mais intensidade não significa fótons mais energéticos; isso depende da frequência.
- C) Frequência e intensidade são grandezas diferentes; uma não determina a outra nesse contexto.
- D) A função trabalho é propriedade do material, não muda apenas por aumentar a intensidade da luz.
- E) A luz não empurra elétrons por colisões mecânicas; a emissão é explicada pela transferência quantizada de energia.
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Questão 04
Gabarito: alternativa E). Correto. E_c é a energia cinética máxima dos fotoelétrons, resultante da energia do fóton menos a função trabalho.
Comentários por alternativa:
- A) A equação não descreve a energia total do feixe, mas a energia transferida a cada elétron.
- B) A frequência mínima é a frequência de corte, mas ela não é representada por E_c.
- C) Ionização total não é o que a equação representa; trata da ejeção de elétrons da superfície.
- D) A quantidade de elétrons depende da intensidade e de outros fatores experimentais, não é E_c.
- E) Correto. E_c é a energia cinética máxima dos fotoelétrons, resultante da energia do fóton menos a função trabalho.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Correto. Se a frequência é menor que a de corte, cada fóton tem energia insuficiente para arrancar elétrons.
Comentários por alternativa:
- A) Mais intensidade aumenta o número de fótons, mas não a energia de cada um.
- B) No efeito fotoelétrico, não há espera por acúmulo de energia do metal.
- C) Correto. Se a frequência é menor que a de corte, cada fóton tem energia insuficiente para arrancar elétrons.
- D) Estar próximo do limite não basta; a frequência precisa ultrapassar a de corte.
- E) A função trabalho é característica do material e não cai por aumentar a intensidade.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). Correto. Para a mesma frequência, a energia por fóton é a mesma; mudar a intensidade altera a quantidade de elétrons emitidos.
Comentários por alternativa:
- A) Intensidade maior aumenta o fluxo de fótons, não a energia de cada fóton.
- B) Correto. Para a mesma frequência, a energia por fóton é a mesma; mudar a intensidade altera a quantidade de elétrons emitidos.
- C) Tempo de exposição pode mudar o número total de elétrons, não a energia cinética máxima.
- D) A energia não se divide entre fótons; cada fóton interage individualmente com um elétron.
- E) A monocromaticidade não exige luz fraca; e a energia cinética máxima continua ligada à frequência.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). Correto. A tensão de corte equivale ao trabalho elétrico capaz de barrar os elétrons com maior energia cinética.
Comentários por alternativa:
- A) A temperatura pode influenciar outros fenômenos, mas não define a tensão de corte.
- B) O número de fótons influencia a corrente, não a tensão de corte.
- C) A cor da superfície não determina a tensão de corte no experimento.
- D) A massa do elétron não é alterada pelo metal; o que importa é a energia recebida.
- E) Correto. A tensão de corte equivale ao trabalho elétrico capaz de barrar os elétrons com maior energia cinética.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correto. A necessidade de pacotes de energia discretos reforça a ideia de fótons, característica do modelo corpuscular.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. A necessidade de pacotes de energia discretos reforça a ideia de fótons, característica do modelo corpuscular.
- B) Propagação retilínea é uma propriedade ondulatória clássica e não prova quantização.
- C) Interferência apoia o comportamento ondulatório, não o corpuscular.
- D) A dispersão em prismas mostra refração dependente da frequência, não o mecanismo do efeito fotoelétrico.
- E) Energia e momento da luz são reais, mas a evidência principal do efeito fotoelétrico é a quantização.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Correto. A frequência determina a energia por fóton; a intensidade controla o fluxo de fótons e a corrente fotoelétrica.
Comentários por alternativa:
- A) A frequência mínima continua necessária; intensidade maior não compensa isso.
- B) Intensidade maior não muda a energia de cada fóton, que depende da frequência.
- C) A cor importa porque está ligada à frequência da luz incidente.
- D) Correto. A frequência determina a energia por fóton; a intensidade controla o fluxo de fótons e a corrente fotoelétrica.
- E) Potência total sozinha não descreve a condição de emissão; importa a energia por fóton.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correto. A teoria clássica previa acúmulo de energia com o tempo, mas o experimento mostra emissão imediata acima da frequência de corte.
Comentários por alternativa:
- A) Reflexão é explicada pela óptica clássica e não era o problema principal.
- B) Difração também é explicada pela natureza ondulatória da luz.
- C) Correto. A teoria clássica previa acúmulo de energia com o tempo, mas o experimento mostra emissão imediata acima da frequência de corte.
- D) Sombras são compatíveis com a propagação retilínea e não contradizem o modelo clássico.
- E) Refração em meios diferentes é compatível com a teoria ondulatória clássica.
Comentários por alternativa: