UFRGS 2017 - Questão 25

O gráfico abaixo mostra a energia cinética E_c de elétrons emitidos por duas placas metálicas, I e II, em função da frequência f da radiação eletromagnética incidente. Sobre essa situação, são feitas três afirmações.

I - Para f > f_II, a Ec dos elétrons emitidos pelo material II é maior do que a dos elétrons emitidos pelo material I.
II - O trabalho realizado para liberar elétrons da placa II é maior do que o realizado na placa I.
III- A inclinação de cada reta é igual ao valor da constante universal de Planck, h.
Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.

Resolução:
   Esta é uma questão de efeito fotoelétrico, fenômeno que demonstra o comportamento corpuscular da luz em que a colisão de um fóton com dada energia arranca de uma superfície metálica um elétron, entregando sua energia (E=h.f), ou parte dela, para arrancá-lo (função trabalho - W) e outra parte transformando em energia cinética (E_c) do elétron.

W = E - E_c

W = h.f - E_c
Assim:

I - Analisando o gráfico a seguir:

   Vemos que para uma frequência maior que f_II a energia cinética E_I é maior que a energia cinética E_II.

Logo item I é falso.

II - Para o material II é necessário fótons com maior frequência e, portanto maior energia, para arrancar elétrons da placa metálica, significa que a energia que deve ser entregue para arrancá-los é maior.
Assim, o item II é verdadeiro.

III - A equação apresentada na introdução desta resolução pode ser apresentada como

Ec=hf-W

Que é apresentada como uma função afim, em que a variável independente é a própria frequência e assim, o coeficiente angular da função é a constante de Planck que dá a inclinação da reta.

Item correto.

Então as afirmações II e III estão corretas.

Resposta item (D).