Simulado sobre o que é Efeito Fotoelétrico e Dualidade Onda Partícula

01. Efeito Fotoelétrico e Dualidade Onda Partícula: (UDESC–2008) Foi determinado experimentalmente que, quando se incide luz sobre uma superfície metálica, essa superfície emite elétrons. Esse fenômeno é conhecido como efeito fotoelétrico e foi explicado em 1905 por Albert Einstein, que ganhou em 1921 o Prêmio Nobel de Física, em decorrência desse trabalho. Durante a realização dos experimentos desenvolvidos para compreender esse efeito, foi observado que:
1. os elétrons eram emitidos imediatamente. Não havia atraso de tempo entre a incidência da luz e a emissão dos elétrons.
2. quando se aumentava a intensidade da luz incidente, o número de elétrons emitidos aumentava, mas não sua energia cinética.
3. a energia cinética do elétron emitido é dada pela equação EC = mv2/2 = hf – W, em que o termo hf é a energia cedida ao elétron pela luz, sendo h a constante de Planck e f a frequência da luz incidente. O termo W é a energia que o elétron tem de adquirir para poder sair do material, e é chamado função trabalho do metal.

Considere as seguintes afirmativas:
I. Os elétrons com energia cinética zero adquiriram energia suficiente para serem arrancados do metal.
II. Assim como a intensidade da luz incidente não influencia a energia dos elétrons emitidos, a frequência da luz incidente também não modifica a energia dos elétrons.
III. O metal precisa ser aquecido por um certo tempo, para que ocorra o efeito fotoelétrico.

Assinale a alternativa CORRETA:
A) Somente a afirmativa II é verdadeira.
B) Todas as afirmativas são verdadeiras.
C) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
D) Somente a afirmativa III é verdadeira.
E) Somente a afirmativa I é verdadeira.

 

 

02. (UFRN–2008) Quando há incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica, elétrons podem ser arrancados dessa superfície e eventualmente produzir uma corrente elétrica. Esse fenômeno pode ser aplicado na construção de dispositivos eletrônicos, tais como os que servem para abrir e fechar portas automáticas. Ao interagir com a superfície metálica, a radiação eletromagnética incidente se comporta como:
A) onda, e o fenômeno descrito é chamado de efeito fotoelétrico.
B) partícula, e o fenômeno descrito é chamado de efeito fotoelétrico.
C) partícula, e o fenômeno descrito é chamado de efeito termiônico.
D) onda, e o fenômeno descrito é chamado de efeito termiônico.

 

 

03. (UEM-PR–2007) A respeito do raio laser, assinale a alternativa CORRETA.
A) É obtido pela desintegração do núcleo da substância radioativa que é utilizada na fabricação do laser.
B) A luz do laser é praticamente policromática, pois é constituída de radiações que apresentam várias frequências.
C) É uma onda eletromagnética que corresponde às mais altas frequências na faixa dos raios X.
D) A luz do Sol é um laser.
E) É uma amplificação da luz por emissão estimulada de radiação.

 

 

04. Efeito Fotoelétrico e Dualidade Onda Partícula: As células fotovoltaicas são fabricadas com materiais semicondutores, como o silício, que apresentam características intermediárias entre os condutores e os isolantes. No escuro, o selênio é isolante. Em seu estado cristalino puro, o silício é um condutor medíocre. No entanto, acrescentando um pouco de fósforo ao silício, obtém-se um ótimo condutor com elétrons livres, ou seja, com portadores de cargas livres negativas. Por isso, esse processo é chamado de dopagem tipo N. Na dopagem com boro, obtém-se também um ótimo condutor, mas com portadores de cargas livres positivas (a ausência de elétrons na faixa de condução do cristal, lacunas, podem ser consideradas como cargas positivas livres). Daí, o nome dopagem tipo P. Uma célula fotovoltaica é formada de uma camada de material tipo N e outra de material tipo P, conforme mostra a figura a seguir.
Um campo elétrico é formado devido à diferença de potencial existente na junção P-N. Quando a luz solar incide sobre a célula fotovoltaica, fótons de certos comprimentos de onda arrancam elétrons das duas camadas, transformando-as em condutoras de eletricidade. Por isso, uma lâmpada conectada entre as duas camadas permanecerá acesa enquanto a célula receber luz.

efeito fotoelétrico einstein experimento

De acordo com as informações do texto, e usando conhecimentos básicos sobre o efeito fotoelétrico, pode-se concluir que a célula fotovaltaica é um dispoditivo:
A) que armazena energia elétrica, que aparece na forma de corrente elétrica gerada pela incidência de luz, e o valor dessa corrente depende tanto da intensidade da luz quanto das frequências presentes na luz.
B) que armazena energia elétrica, que aparece na forma de corrente elétrica gerada pela incidência de luz, e o valor dessa corrente depende da intensidade da luz, mas independe das frequências presentes na luz.
C) que armazena energia elétrica, que aparece na forma de corrente elétrica gerada pela incidência de luz, e o valor dessa corrente independe da intensidade da luz como também das frequências presentes na luz.
D) que não armazena energia elétrica, ela apenas mantém uma corrente elétrica enquanto estiver exposta à luz, e o valor dessa corrente depende tanto da intensidade da luz quanto das frequências presentes na luz.
E) que não armazena energia elétrica, ela apenas mantém uma corrente elétrica enquanto estiver exposta à luz, e o valor dessa corrente depende da intensidade da luz, mas independe das frequências presentes na luz.

 

Exercícios sobre Velocidade da Luz, Radiação, Fóton e Energia Eletromagnética.

 

05. Efeito Fotoelétrico e Dualidade Onda Partícula: (UDESC–2006) Uma radiação ultravioleta, de comprimento de onda igual a 2,50 x 10–7 m, incide na superfície de um metal, fazendo com que sejam ejetados elétrons dessa superfície. Sendo a energia cinética máxima desses elétrons igual a 0,800 eV, qual o valor da função trabalho desse metal?
Constante de Planck = 6,4 x 10–34 J.s = 4,0 x 10–15 eV.s
A) 6,50 eV
B) 5,60 eV
C) 4,80 eV
D) 4,00 eV
E) 3,50 eV

 

 

06. (UFG–2006) Levando em conta a dualidade onda-partícula da luz, qual dos fenômenos a seguir caracteriza a sua natureza corpuscular?
A) A polarização da luz ao atravessar um polaroide.
B) A difração da luz ao atravessar uma fenda estreita.
C) O efeito fotoelétrico da luz ao incidir em uma superfície metálica.
D) A interferência da luz após passar por fendas paralelas e estreitas.
E) O deslocamento para o vermelho do espectro óptico das estrelas distantes.

 

 

07. (Unioeste-PR–2006) Existem vários modelos para explicar o comportamento dos átomos. O modelo de Bohr é o mais simples para explicar algumas propriedades do átomo de hidrogênio. No modelo de Bohr do átomo de hidrogênio, um elétron (q = –e) circunda um próton (q = +e) em uma órbita de raio R. Qual a velocidade do elétron nessa órbita?
Considere K como a constante da Lei de Coulomb e m a massa do elétron.

o que é efeito fotoelétrico

 

 

08. Efeito Fotoelétrico e Dualidade Onda Partícula: (UFPE–2007) O efeito fotoelétrico, explicado por Albert Einstein em 1905, constitui um dos marcos iniciais no desenvolvimento da Física Quântica. Assinale, dentre as alternativas a seguir, a ÚNICA característica observada no efeito fotoelétrico que está de acordo com a previsão da Física Clássica, quando fotoelétrons são emitidos a partir do cátodo.
A) A existência de uma frequência de corte da radiação incidente.
B) O crescimento da corrente fotoelétrica com a frequência da radiação incidente.
C) A ausência de intervalo de tempo apreciável entre a incidência de radiação no cátodo e o estabelecimento da corrente fotoelétrica.
D) O crescimento da corrente fotoelétrica com a intensidade da radiação incidente.
E) A dependência da energia cinética dos fotoelétrons com a frequência da radiação incidente.

 

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Gabarito com as respostas das atividades de Física sobre Efeito Fotoelétrico e Dualidade Onda Partícula:

01. E;
02. B;
03. E;
04. D;
05. D;
06. C;
07. C;
08. D

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