Efeito Fotoelétrico

1. Efeito Fotoelétrico

2. (UFPR – 2011) Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno acontece porque as ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda se propagam no vidro com diferentes velocidades, de modo que o índice de refração n tem valor diferente para cada comprimento de onda. O estudo das propriedades óticas de um pedaço de vidro forneceu o gráfico ao lado para o índice de refração em função do comprimento de onda λ da luz. Suponha a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 × 108 m/s. Com base nos conceitos de ótica e nas informações do gráfico, assinale a alternativa correta.

3. A) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo. B) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de 3,6 × 108 Hz. C) O maior índice de refração corresponde à luz com menor frequência. D) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma velocidade, em módulo, de 2,5 × 108 m/s. E) O menor índice de refração corresponde à luz com menor velocidade de propagação no vidro.

4. (UFPR 2010) O primeiro forno de micro-ondas foi patenteado no início da década de 1950 nos Estados Unidos pelo engenheiro eletrônico Percy Spence. Fornos de micro-ondas mais práticos e eficientes foram desenvolvidos nos anos 1970 e a partir daí ganharam grande popularidade, sendo amplamente utilizados em residências e no comércio. Em geral, a frequência das ondas eletromagnéticas geradas em um forno de micro-ondas é de 2450 MHz. Em relação à Física de um forno de micro-ondas, considere as seguintes afirmativas: 1 - Um forno de micro-ondas transmite calor para assar e esquentar alimentos sólidos e líquidos. 2 - O comprimento de onda dessas ondas é de aproximadamente 12,2 cm. 3 - As ondas eletromagnéticas geradas ficam confinadas no interior do aparelho, pois sofrem reflexões nas paredes metálicas do forno e na grade metálica que recobre o vidro da porta.

5. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

6. Descrevendo o efeito fotoelétrico “É a emissão de elétrons de uma superfície, devida a incidência de luz sobre essa superfície”

7. Até hoje, todas as concepções apresentadas sobre a luz para vocês estavam fundamentadas em uma teoria ondulatória da luz. Lembre-se que uma onda possui: Comprimento de onda, frequência e período. E pode sofrer: Reflexão, refração, difração e interferência.

8. Há algo de errado... Mas antes de encontrarmos respostas satisfatórias, vamos olhar a natureza. A luz pode ter um comportamento... CORPUSCULAR! Comportamento Ondulatório Fenômenos Físicos Comportamento Corpuscular (Partículas)!

9. A luz em caráter corpuscular • Luz como onda: emissão contínua de radiação • Luz como partícula: emissão descontínua de radiação. Pacotes de Energia

10. Efeito Fotoelétrico: Um olhar de Albert Einstein • Explicação de Einstein: a energia da onda que incide sobre o metal é quantizada, em unidades de hf. • Einstein postulou que a energia cinética do elétron ejetado do metal era igual à diferença entre a energia do fóton, hf e a profundidade do poço de potencialW: K = hf − W

11. Pacotes de energia 1 quantum de energia (1 pacote de energia) hf quanta de energia (vários pacotes de energia) nhf Em que n é o número de quantumde energia, fa frequência e h é a constante de Planck que vale: h = 6, 626 × 10−34Js

12. Pacotes de energia 1 quantum de energia (1 pacote de energia) hf quanta de energia (vários pacotes de energia) nhf Em que n é o número de quantumde energia, fa frequência e h é a constante de Planck que vale: h = 6, 626 × 10−34Js

13. O tal “poço de profundidade de potencial” • Essa denominação vem do fato de que o metal atrai o elétron para si. Na superfície do metal a atração não é tão forte, e a luz que incide sobre ele fornece energia suficiente para o elétron “escapar” do poço. • Só que não se trata aqui de um poço comum, mas do que os físicos chamam de um poço de potencial (nós também vivemos dentro de um poço de potencial; o poço de potencial gravitacional gerado pela massa da Terra!).

14. Para terminar... Uma aplicação efeito fotoelétrico!

15. (UFPR – 2007) O efeito fotoelétrico foi descoberto experimentalmente por Heinrich Hertz em 1887. Em 1905, Albert Einstein propôs uma explicação teórica para esse efeito, a qual foi comprovada experimentalmente por Millikan, em 1914. Essa comprovação experimental deu a Einstein o prêmio Nobel de Física de 1921. Em relação a esse efeito, assinale a alternativa correta. a) O efeito fotoelétrico ocorre quando um elétron colide com um próton. b) A teoria de Einstein considerou que a luz nesse caso se comporta como uma onda. c) Esse efeito é observado quando fótons atingem uma superfície metálica. d) Esse efeito é utilizado para explicar o funcionamento de fontes de laser. e) Inexistem aplicações tecnológicas desse efeito em nosso cotidiano, pois ele ocorre somente no nível atômico.

16. UFPR – 2009) Entre as inovações da Física que surgiram no início do século XX, uma foi o estabelecimento da teoria _______, que procurou explicar o surpreendente resultado apresentado pela radiação e pela matéria conhecido como dualidade entre _______ e ondas. Assim, quando se faz um feixe de elétrons passar por uma fenda de largura micrométrica, o efeito observado é o comportamento _______ da matéria, e quando fazemos um feixe de luz incidir sobre uma placa metálica, o efeito observado pode ser explicado considerando a luz como um feixe de _______. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de palavras para o preenchimento das lacunas nas frases acima. a) Relativística – partículas – ondulatório – partículas. b) Atomística – radiação – rígido – ondas. c) Quântica – partículas – ondulatório – partículas. d) Relativística – radiação – caótico – ondas. e) Quântica – partículas – ondulatório – ondas.