PUC-RS 2023 — questão 36 de Física
Enunciado em texto
O efeito fotoelétrico foi observado pela primeira vez pelo físico alemão Heinrich Hertz em 1887. Hertz observou que, quando certas frequências de luz iluminavam uma placa metálica, elétrons excitados, denominados fotoelétrons, deixavam o metal. Posteriormente, esse efeito foi explicado por Albert Einstein quando introduziu o conceito de fóton.
Durante um experimento, um professor demonstrou o efeito fotoelétrico iluminando diferentes placas metálicas com radiação infravermelha (E = 1,38 eV) e radiação ultravioleta (E = 4,13 eV).
A tabela a seguir apresenta a função trabalho (f) dos materiais utilizados.
| Metal | (eV) |
|---|---|
| Sódio | 2,28 |
| Alumínio | 4,08 |
| Prata | 4,73 |
Como resultado, quando as placas foram iluminadas com radiação infravermelha, o fenômeno _________ observado nesses materiais. Quando as placas foram iluminadas com radiação ultravioleta, o fenômeno não foi observado para _________, enquanto a máxima energia cinética dos fotoelétrons foi observada para _________.
(A) foi – alumínio – sódio
(B) foi – prata – alumínio
(C) não foi – sódio – alumínio
(D) não foi – prata – sódio
(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2023 (Verão) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: em quais metais cada radiação arranca elétrons e onde os fotoelétrons saem com mais energia.
Passo 1 — a equação de Einstein. Um fóton só arranca um elétron se sua energia for maior que a função trabalho φ do metal; o que sobra vira energia cinética:
Passo 2 — infravermelho (1,38 eV). É menor que a função trabalho dos três metais (a menor é 2,28 eV, a do sódio). O efeito não foi observado em nenhum.
Passo 3 — ultravioleta (4,13 eV).
Na prata o efeito não ocorre; a maior energia cinética é a do sódio, que tem a menor função trabalho.
⚠️ A armadilha: achar que o metal de maior função trabalho “solta” elétrons mais energéticos. É o contrário: a função trabalho é o “pedágio” que o elétron paga para sair; quanto menor, mais energia sobra.
A ideia em uma frase: no efeito fotoelétrico vale E_c = hf − φ: abaixo da função trabalho não sai elétron, por mais intensa que seja a luz, e quanto menor φ, mais rápido ele sai.
Resposta: alternativa D (não foi – prata – sódio).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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