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Questão 61 — Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz, um tipo de radiação eletromagnética, é composta por fótons, sendo que cada fóton tem energia proporcional…

FUVEST 2026 Questão 61

Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz, um tipo de radiação eletromagnética, é composta por fótons, sendo que cada fóton tem energia proporcional à frequência da luz ($f$) e à constante de Planck ($h$). Nesses termos, $E = hf$, e a intensidade da luz é a medida da quantidade de fótons. Essa interpretação foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e para explicar o efeito fotoelétrico. Esse efeito consiste em um fenômeno físico no qual elétrons são ejetados de um material, geralmente um metal, quando este é irradiado com luz cujos fótons têm energia maior que a energia de ligação do elétron ao material, também conhecida como função trabalho. Assim, quando o fóton incide sobre a superfície do material, a energia excedente transforma-se na energia cinética do elétron que escapa da superfície.

Em qual das situações a seguir a energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta?

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Resolução

Resposta correta: Letra C — Aumentando a frequência da luz incidente.

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A questão aborda o efeito fotoelétrico, fenômeno em que elétrons são ejetados de um material quando este é iluminado por luz de frequência suficientemente alta. O conceito central é a relação entre a energia do fóton ($E = hf$), a função trabalho ($\phi$) do material e a energia cinética ($E_c$) do elétron ejetado, dada por $E_c = hf - \phi$. Para aumentar a energia cinética do elétron, é necessário aumentar a energia do fóton (ou seja, aumentar a frequência da luz), pois a função trabalho depende do material e a intensidade da luz só afeta a quantidade de elétrons ejetados, não sua energia. Assim, a alternativa correta é aumentar a frequência da luz incidente.

Comentários por alternativa

  1. A Aumentando a intensidade da luz incidente.
    A alternativa A está incorreta porque aumentar a intensidade da luz aumenta o número de fótons (e, consequentemente, o número de elétrons ejetados), mas não aumenta a energia de cada fóton, nem a energia cinética dos elétrons ejetados.
  2. B Usando uma superfície maior.
    A alternativa B está errada pois aumentar a superfície do material exposta à luz pode aumentar o número total de elétrons ejetados, mas não altera a energia cinética dos elétrons individuais.
  3. C Aumentando a frequência da luz incidente.
    A alternativa C está correta porque, ao aumentar a frequência da luz incidente, aumenta-se a energia de cada fóton ($E = hf$). Como a energia cinética do elétron ejetado é $E_c = hf - \phi$, um aumento em $f$ resulta em maior $E_c$, desde que $hf > \phi$.
  4. D Usando um material com função trabalho maior.
    A alternativa D está incorreta porque usar um material com função trabalho maior ($\phi$ maior) significa que o elétron precisa de mais energia para ser ejetado, diminuindo a energia cinética dos elétrons para o mesmo fóton incidente.
  5. E Diminuindo a energia do fóton incidente.
    A alternativa E está errada porque diminuir a energia do fóton (diminuir $hf$) reduz a energia disponível para o elétron, o que diminui sua energia cinética ou até impede sua ejeção se $hf < \phi$.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que é a função trabalho em física?
É a energia mínima necessária para remover um elétron de um material, geralmente um metal, no efeito fotoelétrico.
2. Qual é a relação matemática entre energia do fóton, frequência e constante de Planck?
A energia do fóton é dada por $E = hf$, onde $h$ é a constante de Planck e $f$ é a frequência da luz.
3. Como se calcula a energia cinética máxima do elétron ejetado no efeito fotoelétrico?
A energia cinética máxima é $E_c = hf - \phi$, onde $\phi$ é a função trabalho do material.
4. O que acontece se a frequência da luz for menor que a frequência de corte do material?
Nenhum elétron é ejetado, pois a energia do fóton não é suficiente para superar a função trabalho.
5. Como a intensidade da luz afeta o efeito fotoelétrico?
A intensidade aumenta o número de fótons e, portanto, o número de elétrons ejetados, mas não a energia cinética deles.
6. Por que o efeito fotoelétrico não pode ser explicado pela teoria clássica da luz?
Porque, segundo a teoria clássica, a energia depende apenas da intensidade, não da frequência, o que contradiz os resultados experimentais.
7. O que ocorre com a energia cinética dos elétrons se a função trabalho do material aumenta, mantendo-se a frequência constante?
A energia cinética dos elétrons diminui, pois uma maior parte da energia do fóton é usada para vencer a função trabalho.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.

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