Luz monocromática de comprimento de onda λ = 410 n m , proveniente de
(a) Casos possíveis para observar o efeito fotoelétrico
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons, que ao absorverem um fóton tem energia suficiente para se desprenderem de uma superfície. A energia cinética do elétron emitido será
K = E f ó t o n - ϕ ó
Onde a energia do fóton é dada por
E f ó t o n = h c λ ó
Que no nosso caso será
E f ó t o n = ( 4,1 . 10 - 15 ) ( 3 . 10 8 ) 4,1 . 10 - 7 = 3 e V ó
Para que o elétron tenha energia suficiente para se desprender da superfície é necessário que a energia do fóton seja maior que a função trabalho do material.
Vendo as funções trabalho no enunciado vemos que só é possível que haja efeito fotoelétrico para o lítio, cuja função trabalho ( 2,3 e V ) é menor do que a energia do fóton.
(b) Diferença de potencial necessária para frear os fotoelétrons
Como só ocorre efeito fotoelétrico no lítio, temos que nos preocupar somente com ele.
A diferença de potencial, V , necessária para frear os elétrons será dada por
e V = K = E f ó t o n - ϕ L i ó
e V = 3 - 2,3
e V = 0,7 e V → V = 0,7 e e V → V = 0,7 v o l t s
Ps: Lembrando que 1 e V é a energia que um elétron tem quando submetido a uma diferença de potencial de 1 v o l t .
Como mudariam os itens (a) e (b) e o número de fotoelétrons emitidos mudando I para 2 I ?
Agora mudamos para uma fonte mais potente que tem uma intensidade 2 I ! Só que ainda estamos emitindo fótons com comprimento de onda λ = 410 n m , ou seja, nossos fótons têm a mesma energia que no caso anterior ( 3 e V ) .
Quando aumentamos a intensidade da nossa fonte o que estamos fazendo é aumentar o número de fótons por segundo sendo emitidos. Como os elétrons só podem absorver um fóton por vez (e não 1,432 fótons) temos que as respostas dos itens (a) e (b) não mudarão!
O que vai acontecer de diferente nesse caso é que, já que aumentamos o número de fótons emitidos, também aumentaremos o número de fotoelétrons emitidos.
Só que cada um desses elétrons individualmente se comportará da mesma forma que no caso da fonte com intensidade I .