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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. 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
  9. 9. 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.
  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. 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
  12. 12. 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.
  13. 13. 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:
  14. 14. 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
  15. 15. 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: 
  16. 16. 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:
  17. 17. 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).
  18. 18. 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
  19. 19. UNIR 2011
    O famoso físico alemão Albert Einstein, em 1905, usando um argumento idealizado por seu compatriota, o físico Max Plank, explicou o fenômeno em que elétrons são arrancados de metais quando estes são expostos a ondas eletromagnéticas de determinadas frequências (efeito fotoelétrico). Esse feito contribuiu para o surgimento de uma nova área da Física denominada:
  20. 20. UFJF 2012
    Considere algumas características dos fótons no vácuo correspondentes à luz azul e à luz vermelha, como a energia E, a frequência f e a velocidade v. Podemos afirmar que:
  21. 21. UFJF 2012
    Considere as afirmativas abaixo:   I) O fenômeno da interferência demonstra que as ondas eletromagnéticas possuem uma natureza ondulatória. II) A difração somente ocorre devido ao fato das ondas eletromagnéticas se comportarem como partículas. III) As partículas nunca sofrem difração. IV) O efeito fotoelétrico é um fenômeno que comprova que a luz tem somente características ondulatórias. V) A energia de uma onda eletromagnética é diretamente proporcional à frequência da onda.     Assinale a alternativa CORRETA.
  22. 22. UFJF 2008
    W. Hallwachs (1871) observou o seguinte efeito com uma placa de zinco inicialmente neutra, conectada com um eletroscópio: quando a placa era iluminada com luz ultravioleta de freqüência f e intensidade I, ela se carregava positivamente até um certo potencial máximo U. Repetindo-se a experiência, variando-se f ou I (e deixando-se a outra grandeza constante), observa-se o seguinte:
  23. 23. CEFET-MG 2008
    Três feixes luminosos monocromáticos, azul (1), laranja (2) e vermelho (3) incidem sobre uma superfície metálica e são absorvidos por ela. Sendo a freqüência da luz azul superior à da luz laranja e o comprimento dessa menor que a da luz vermelha, a relação correta entre as energias do fóton de cada feixe E1, E2 e E3, respectivamente, será
  24. 24. CEFET-MG 2009
    Em condições normais, o olho humano pode detectar 3 fótons de comprimento de onda igual a 6.600 Å. A energia, em joules,  correspondente a esse número de fótons é igual a Dados: h = 6,6 x 10–34 Js 1 Å = 10–10 m c = 3 x 10 8 m/s
  25. 25. CEFET-MG 2010
    Um feixe de laser é emitido com potência 5,0 mW e comprimento de onda 0,7 μm. A taxa de emissão de fótons por unidade de tempo desse laser é, aproximadamente, igual a Dado: Constante de Planck: h = 6,63 x 10-34 J.s
  26. 26. CEFET-MG 2010
    O caráter corpuscular da luz é explicado pelo efeito denominado
  27. 27. CEFET-MG 2011
    No efeito fotoelétrico, elétrons são retirados de uma superfície metálica por meio de colisões com fótons incidentes. A energia __________ com que saem os fotoelétrons é _______ a energia dos fótons menos a energia que os prende na superfície do metal, denominada função ____________. A opção que preenche corretamente a seqüência de lacunas é
  28. 28. ITA 2003
    Considere as seguintes afirmações:   I. No efeito fotoelétrico, quando um metal é iluminado por um feixe de luz monocromática, a quantidade de elétrons emitidos pelo metal é diretamente proporcional à intensidade do feixe incidente, independentemente da freqüência da luz. II. As órbitas permitidas ao elétron em um átomo são aquelas em que o momento angular orbital é nh/2π , sendo n = 1,3,5... III. Os aspectos corpuscular e ondulatório são necessários para a descrição completa de um sistema quântico. IV. A natureza   complementar do mundo quântico é expressa, no formalismo da Mecânica Quântica, pelo princípio de incerteza de Heisenberg.   Quais estão corretas?
  29. 29. UEMA 2012
    Quando ondas eletromagnéticas atingem um corpo, às vezes observamos que elétrons são “arrancados” desse corpo. A emissão de elétrons pela absorção de radiação é chamada de:  
  30. 30. UDESC 2012
    A emissão de elétrons de uma superfície, devido à incidência de luz sobre essa superfície, e chamada de efeito fotoelétrico. Em um experimento um físico faz incidir uma radiação luminosa de frequência f e intensidade I sobre uma superfície de sódio, fazendo com que N elétrons sejam emitidos desta superfície. Em relação aos valores iniciais f e I, para dúplicar o número de elétrons emitidos, devemos  
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