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FUVEST - Diversos aparelhos, como painéis solares, televisões de LCD e plasma, iluminações urbanas e outros, têm seu funcionamento baseado no efeito fotoelétrico, no qual elétrons são arrancados de uma superfície metálica pela incidência de radiação eletromagnética.
Para que ocorra efeito fotoelétrico, a energia de um fóton, dada por $hf$, sendo a constante de Planck e a frequência da radiação eletromagnética, deve ser superior a uma energia mínima, conhecida como função trabalho, , que é uma quantidade dependente do material.
Tabela de funções trabalho (ϕ):
Platina — 5,8 eV
Tungstênio — 4,5 eV
Alumínio — 4,2 eV
Bário — 2,5 eV
Potássio — 2,3 eV
a) Considere uma placa de alumínio inicialmente carregada eletricamente. A fim de saber se a placa foi carregada positivamente ou negativamente, incide-se luz ultravioleta sobre sua superfície. Após certo tempo, verifica-se que a placa está neutra. Qual era o sinal da carga elétrica inicialmente na placa? Justifique a sua resposta.
b) Deseja-se escolher um material para uma célula fotoelétrica que funcione com luz verde de frequência Hz. Qual(is) dos materiais da tabela funcionaria(m) como uma célula fotoelétrica? Justifique a sua resposta.
c) Caso a energia de um fóton seja superior à função trabalho, o elétron será emitido com energia cinética adicional. Determine a energia cinética (em eV) de um elétron quando uma luz de comprimento de onda 400 nm incide sobre uma superfície de bário. Use .