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Exercícios de Efeito Fotoelétrico

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  1. 1. FUVEST 2012
    (Adaptado) Em um laboratório de física, estudantes fazem um experimento em que radiação eletromagnética de comprimento de onda =300 nm incide em uma placa de sódio, provocando a emissão de elétrons. Os elétrons escapam da placa de sódio com energia cinética máxima , sendo E a energia de um fóton da radiação e W a energia mínima necessária para extrair um elétron da placa (função trabalho). A energia de cada fóton é E = h f, sendo h a constante de Planck e f a frequência da radiação. De acordo com a situação descrita a energia cinética máxima Ec de um elétron que escapa da placa de sódio, em eV, é de: NOTE E ADOTE Velocidade da radiação eletromagnética: c = 3.108 m/s. 1 nm = 10-9m h = 4.10-15eV.s. W (sódio) = 2,3 eV. 1 e V = 1,6.10-19J.
  2. 2. Stoodi
    Uma placa de sódio possui função trabalho de 2,3 eV, a frequência mínima da radiação incidente para que ocorra o efeito fotoelétrico, em Hz, é de: Dado: constante de Planck h = 4.10-15 eV.s
  3. 3. Stoodi
    Em regiões afastadas, as torres de telefonia celular podem ser abastecidas com energia fotovoltaica (. Esse modo de geração de energia está baseado no efeito fotoelétrico. Em relação a esse efeito, analise as afirmações a seguir. I.A emissão de elétrons por uma superfície metálica atingida por uma onda eletromagnética caracteriza o efeito fotoelétrico. II.A emissão de fotoelétrons em uma superfície metálica fotossensível ocorre quando a frequência de luz incidente nessa superfície apresenta um valor mínimo, que depende do material. III.O efeito fotoelétrico só ocorre com a utilização de uma onda eletromagnética na faixa de frequência da luz visível. IV.A explicação do efeito fotoelétrico está baseada em um modelo corpuscular da luz. Todas as afirmações corretas estão em:
  4. 4. UFRGS 2017
    O gráfico abaixo mostra a energia cinética  de elétrons emitidos por duas placas metálicas, I e II, em função da frequência  da radiação eletromagnética incidente. Sobre essa situação, são feitas três afirmações. I. Para f > fII 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?
  5. 5. UNIRG
    Atualmente, nos estádios de futebol, os responsáveis pela segurança são instruídos a não permitir a entrada de ponteiras lasers; entretanto, as que causam preocupação são as de cor verde devido à sua potência. Considere que uma dessas ponteiras possui as seguintes características: potência de saída 51 mW (miliwatts) e comprimento de onda 528 nm. Considerando-se os dados apresentados, quantos fótons são emitidos por segundo por essa ponteira laser? Dados: constante de Planck h = 6,6 x 10 –34 J·s            Velocidade da luz no vácuo c = 3,0 x 108 m/s
  6. 6. UFRGS 2012
    Em 1905, Einstein propôs uma teoria simples e revolucionária para explicar o efeito fotoelétrico, a qual considera que a luz é constituída por partículas sem massa, chamadas de fótons. Cada fóton carrega uma energia dada por hf, onde h = 4,1.10-15 eV.s é a constante de Planck, e f é a frequência da luz. Einstein relacionou a energia cinética, E, com que o elétron emerge da superfície do material, à frequência da luz incidente sobre ele e à função trabalho, W, através da equação E = hf - W. A função trabalho W corresponde à energia necessária para um elétron ser ejetado do material. Em uma experiência realizada com os elementos Potássio (K), Chumbo (Pb) e Platina (Pt), deseja-se obter o efeito fotoelétrico fazendo incidir radiação eletromagnética de mesma frequência sobre cada um desses elementos. Dado que os valores da função trabalho para esses elementos são WK = 2,1 eV, WPb = 4,1 eV e WPt = 6,3 eV, é correto afirmar que o efeito fotoelétrico será observado, nos três elementos, na frequência
  7. 7. UPF 2017
    Denomina-se de efeito fotoelétrico o fenômeno que consiste na liberação de elétrons pela superfície de um material quando esse é exposto a uma radiação eletromagnética como a luz. O fenômeno foi explicado por Einstein em 1905, quando admitiu que a luz é constituída por quanta de luz cuja energia é dada por  sendo  a constante de Planck e  a frequência da luz. Das seguintes afirmativas, assinale a correta.
  8. 8. UNISC 2017
    A radiação eletromagnética tem uma natureza bastante complexa. Em fenômenos de interferência, por exemplo, ela apresenta um comportamento __________. Já em processo de emissão e de absorção ela pode apresentar um comportamento __________. Pode também ser descrita por “pacotes de energia” (fótons) que se movem no vácuo com velocidade de aproximadamente  e têm massa __________. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.
  9. 9. EPCAR (AFA) 2014
    Para a construção de uma célula fotoelétrica, que será utilizada na abertura e fechamento automático de uma porta, um pesquisador dispõe de quatro metais, cujas funções trabalho ()  estão listadas na tabela abaixo.  Metal (eV) Platina 6,4 Prata 4,7 Chumbo 4,1 Sódio 2,3 Sendo que essa célula deverá ser projetada para funcionar com luz visível, poderá(ão) ser usado(s) somente o(s) metal(is) Dados: h= 4,1.10-15 eV.s
  10. 10. ULBRA 2016
    Uma lâmpada de potência de 200W emite um feixe de luz de comprimento de onda de 600nm. Esse feixe de luz incide sobre uma superfície metálica, excitando e arrancando da mesma um número n de elétrons. Sendo h = 6,6.10-34J.s, velocidade da luz c = 3.108 m/s, 1 e V = 1,6.10-19J e a função trabalho do metal 1,2 eV, é correto afirmar que
  11. 11. UEL 2014
    Uma das contribuições da Física para o bem-estar e a segurança nas cidades é o constante avanço tecnológico aplicado à iluminação pública. Parte das luminárias do século XIX era acesa manualmente por várias pessoas ao entardecer. Hoje, o acionamento das lâmpadas tornou-se automático devido à aplicação dos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico (descrito por Albert Einstein, em 1905) e ao desenvolvimento das células fotoelétricas instaladas nos postes de iluminação pública, capazes de detectar a presença de luz natural.   Sobre o efeito fotoelétrico, considere as afirmativas a seguir.   I- Consiste na emissão de elétrons de uma superfície metálica quando esta é iluminada com luz de determinada frequência. II- Ocorre independentemente da frequência da luz incidente na superfície do metal, mas é dependente de sua intensidade. III- Os elétrons ejetados de uma superfície metálica, devido ao efeito fotoelétrico, possuem energia cinética igual à energia do fóton incidente. IV- Por mais intensa que seja a luz incidente, não haverá ejeção de elétrons enquanto sua frequência for menor que a frequência limite (ou de corte) do metal.   Assinale a alternativa correta. 
  12. 12. ITA 2015
    Considere as quatro proposições seguintes: I. Os isótopos 16O e 18O do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons. II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do 239Pu, sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 72000 anos. III. Um núcleo de 27Mg se transmuta em 28Al pela emissão de uma partícula β. IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul, provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons.   Então,
  13. 13. ITA 2014
    Duas placas de um mesmo metal e com a mesma área de 5,0 cm2, paralelas e próximas entre si, são conectadas aos terminais de um gerador de tensão ajustável. Sobre a placa conectada ao terminal negativo, faz-se incidir radiação e, por efeito fotoelétrico, aparece uma corrente no circuito, cuja relação com a tensão aplicada é explicitada no gráfico. Sabendo que a função trabalho do metal é de 4,1 eV e assumindo que na região de saturação da corrente todo fóton incidente sobre a placa gera um fotoelétron que é coletado, a medida da intensidade dessa radiação em µW/cm2 é igual a
  14. 14. UFPR 2015
    No final do século XIX e início do século XX, a Física se defrontou com vários problemas que não podiam ser explicados com as teorias e modelos aceitos até esse período. Um desses problemas consistia em explicar corretamente o fenômeno do Efeito Fotoelétrico. Sobre esse efeito, considere as seguintes afirmativas:   1. Esse efeito foi observado primeiramente por Henrich Hertz e sua explicação correta foi publicada em 1905 por Niels Bohr. 2. A explicação correta desse efeito utilizou uma ideia de Max Planck, de que a luz incidente não poderia ter energia com um valor qualquer, mas sim uma energia dada por múltiplos inteiros de uma porção elementar. 3. Segundo o modelo proposto, cada fóton, ao colidir com um elétron, transfere-lhe uma quantidade de energia proporcional a sua velocidade.   Assinale a alternativa correta.
  15. 15. ITA 2013
    Num experimento que usa o efeito fotoelétrico ilumina-se a superfície de um metal com luz proveniente de um gás de hidrogênio cujos átomos sofrem transições do estado n para o estado fundamental. Sabe-se que a função trabalho φ do metal é igual à metade da energia de ionização do átomo de hidrogênio cuja energia do estado n é dada por En = E1/n2 . Considere as seguintes afirmações:   I - A energia cinética máxima do elétron emitido pelo metal é EC = E1/n2 − E1/2. II - A função trabalho do metal é φ = −E1/2. III - A energia cinética máxima dos elétrons emitidos aumenta com o aumento da frequência da luz incidente no metal a partir da frequência mínima de emissão.   Assinale a alternativa verdadeira.
  16. 16. FCMMG 2005
    Os aparelhos de raios X, muito usados na medicina, possuem uma placa metálica que emite ondas eletromagnéticas de altas freqüências. São feitas duas afirmações sobre esses aparelhos:   I - A energia do fóton de raio X emitido pela placa pode ter comprimentos de onda diferentes. II - Um fóton de raio X só é emitido pela placa se sua energia for superior a um valor mínimo.   Sobre as afirmativas anteriores, é CORRETO afirmar que:
  17. 17. FCMMG 2008
    Torneiras acionadas por sensores fotoelétricos são muito utilizadas com o objetivo de evitar a contaminação ou a recontaminação das mãos e para reduzir os custos. Diante disso, os hospitais estão cada vez mais interessados em instalar esses dispositivos.   O funcionamento das células fotoelétricas é baseado no efeito fotoelétrico, segundo o qual:
  18. 18. FCMMG 2009
    Sabe-se que o excesso de ondas eletromagnéticas emitidas por equipamentos elétricos e eletrônicos produz um tipo de poluição imperceptível, capaz de influenciar o comportamento celular do organismo humano, danificar aparelhos elétricos e até desorientar o vôo de algumas aves. Ninguém pode vê-la, mas a poluição eletromagnética está espalhada por toda a parte, ocupando o espaço e atravessando qualquer tipo de matéria viva ou inorgânica.   Sobre este assunto, foram feitas algumas afirmativas: I. As ondas eletromagnéticas são geradas por partículas carregadas - prótons e elétrons - em movimento uniforme. II. Quanto mais elevada for a freqüência das ondas eletromagnéticas, maior será a sua energia.  III.O conceito de radiação eletromagnética não é o mesmo conceito de radioatividade, que é a propriedade de certos elementos químicos de elevado peso atômico de emitir espontaneamente energia e partículas subatômicas.   Estão corretas, do ponto de vista da Física, as afirmações:
  19. 19. FCMMG 2009
    Foram criadas algumas lacunas no texto a seguir, sobre o efeito fotoelétrico:   “Einstein, em sua teoria do efeito fotoelétrico, afirmava que a luz tinha, em certo momento, um comportamento _______________, isso porque a luz demonstrava carregar corpos com quantidades ______________ de _____________; esses corpos posteriormente passaram a ser chamados de fótons.” (http://pt.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo - julho/08)   As palavras que, do ponto de vista da Física, completam o texto são:
  20. 20. UFU 2014
    Em um experimento sobre o efeito fotoelétrico, a superfície de certo metal, que possui função trabalho de 2,1 eV, recebe um feixe de luz violeta com comprimento de onda de 412 nm e fótons de 3,0 eV.   Qual o maior valor da energia cinética que se observa nos fotoelétrons emitidos pela superfície deste metal?
  21. 21. UFRGS 2015
    Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.     A incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica pode arrancar elétrons dessa superfície. O fenômeno é conhecido como ........ e só pode ser explicado satisfatoriamente invocando a natureza ........ da luz.
  22. 22. UFRGS 2014
    No texto abaixo, Richard Feynman, Prêmio Nobel de Física de 1965, ilustra os conhecimentos sobre a luz no início do século XX.   “Naquela época, a luz era uma onda nas segundas, quartas e sextas-feiras, e um conjunto de partículas nas terças, quintas e sábados. Sobrava o domingo para refletir sobre a questão!” Fonte: QED-The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 1985.   Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.     (  ) As “partículas” que Feynman menciona são os fótons.   (  ) A grandeza característica da onda que permite calcular a energia dessas “partículas” é sua frequência v, através da relação E = hv.   (  ) Uma experiência que coloca em evidência o comportamento ondulatório da luz é o efeito fotoelétrico.   (  ) O caráter corpuscular da luz é evidenciado por experiências de interferência e de difração.     A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
  23. 23. UNICENTRO 2011
    A natureza quântica da luz e a quantização da energia foram sugeridas por Albert Einstein, em 1905, em sua explicação sobre o efeito fotoelétrico. O trabalho de Einstein marcou o início da teoria quântica e, por esse trabalho, ele ganhou o Prêmio Nobel de Física.   Com base nos conhecimentos sobre a Física Moderna, é correto afirmar:
  24. 24. UEG 2004
    No dia-a-dia, ocorrem diversos fenômenos físicos, que seriam geralmente imperceptíveis aos olhos se não houvesse a interferência humana. Com o desenvolvimento de alguns recursos tecnológicos, muitos desses fenômenos passam a ser percebidos e aproveitados. Um bom exemplo disso é o efeito fotoelétrico, utilizado na abertura e no fechamento automático de portas, em sistemas de alarmes, nos dispositivos que ligam e desligam sistemas de iluminação automaticamente, na medição de concentração de fumaça nas chaminés de indústrias etc. A explicação do efeito fotoelétrico deu a Albert Einstein o prêmio Nobel em 1921. Em relação à física moderna, é CORRETO afirmar:
  25. 25. UNICENTRO 2012
    Para que um elétron seja arrancado de uma placa de prata, é necessária uma frequência mínima, frequência de corte, com valor fc igual a 1,14.1015 Hz. Considerando-se a constante de Plank igual a 6,63.10−34 J.s, a função trabalho, energia mínima, em Joule, para arrancar um elétron da placa de prata é igual a
  26. 26. PUC-RS 2016
    Analise as afirmativas abaixo, referentes ao efeito fotoelétrico. I. A frequência mínima da radiação incidente para que o efeito fotoelétrico seja observado depende da constituição química do material. II. A energia de cada fotoelétron ejetado no processo depende da intensidade da radiação incidente. III. A quantidade de fotoelétrons ejetados no processo depende da intensidade da radiação eletromagnética incidente.   Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)
  27. 27. UPF 2015
    Com relação ao efeito fotoelétrico, são feitas as seguintes afirmações:  I. Pode ser explicado satisfatoriamente com a adoção do modelo corpuscular da luz. II. Consiste na emissão de elétrons por uma superfície metálica atingida por radiação eletromagnética. III. Uma superfície metálica fotossensível somente emite elétrons quando a frequência da luz incidente nessa superfície excede  um  certo valor  mínimo, que depende do metal.   Está correto o que se afirma em: 
  28. 28. UNIOESTE 2013
    O artigo sobre o efeito fotoelétrico escrito por Einstein foi responsável pelo seu prêmio Nobel. A respeito deste efeito, pode-se considerar correta a seguinte afirmação:
  29. 29. UENP 2013
    Em 1921, Albert Einstein ganhou o prêmio Nobel de Física por ter explicado devidamente o Efeito Fotoelétrico. O fenômeno ocorre quando uma placa metálica é exposta a uma radiação eletromagnética de frequência alta, como por exemplo um feixe de luz, e esta arranca elétrons da placa metálica. Analise as afirmativas abaixo, relativas à explicação do efeito fotoelétrico. I. A intensidade de luz é proporcional ao número de fótons e que, como consequência, determina o número de elétrons a serem arrancados da superfície da placa metálica. II. A energia cinética máxima dos elétrons emitidos de uma superfície metálica não depende da frequência da luz incidente. III. Quanto maior a frequência, maior é a energia adquirida pelos elétrons, assim eles saem da placa. Assinale a alternativa que apresenta a(s) afirmativa(s) correta(s).
  30. 30. UNIMONTES 2015
    É bastante difundido pelos meios de comunicação que o Brasil possui grande potencial para a exploração da energia solar e que essa exploração parece causar menos impacto ambiental que a realizada para a exploração da energia hidrelétrica, a qual ainda constitui outro grande potencial a ser explorado em nosso país. Costuma-se perguntar por que o Brasil não investe mais na exploração da energia solar para a produção de energia elétrica. Uma razão importante desse não investimento é que o custo da energia hidrelétrica é menor que o custo da energia solar. Para a produção de eletricidade através da energia solar, utilizam-se células solares, que são dispositivos constituídos de um painel disposto em duas camadas: a superior, de silício e fósforo, e a inferior, de silício e boro. Quando a luz solar incide sobre as células, os elétrons são levados de uma camada para outra, criando uma corrente elétrica. Não temos tecnologia nacional para produzir e desenvolver células solares de alto rendimento, o que leva à importação e, portanto, ao alto custo. No texto acima, é dito que o processo de obtenção da energia elétrica através da energia solar torna necessário o uso de células solares. O funcionamento dessas células é baseado num importante fenômeno físico, que é observado no
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