Questões 04 Física-óptica e Princípios da Física Moderna

Questão 1/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna Uma luz de laser tem uma potência de saída de 5mW emite em uma luz vermelha, com comprimento de onda de 650nm. Determine o momento linear de cada fóton? A 1,021x10^-27kg.m/s B 2,241x10^-27kg.m/s C 6,602x10^-27kg.m/s D 12,32x10^-27kg.m/s Questão 2/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna Uma luz de laser tem uma potência de saída de 5mW emite em uma luz vermelha, com comprimento de onda de 650nm. Quantos fótons o laser emite a cada segundo? A 1,63x10^16 fótons por segundo B 1,45x10^16 fótons por segundo C 1,87x10^16 fótons por segundo D 1,67x10^16 fótons por segundo Questão 3/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna Um feixe de luz monocromática é absorvido por um filme fotográfico e fica, portanto, registrado no filme. Um fóton é absorvido pelo filme se a energia do fótom for igual ou maior que a energia mínima de 0,6 eV necessária para dissociar uma molécula de AgBr do filme. Sendo a constante de Planck h = 6,63 x 10^-34 J.s e a velocidade da luz c = 299792458 m/s Qual é o maior comprimento de onda da luz que pode ser registrado no filme? A 4,03 μm B 3,12 μm C 2,07 μm Você acertou! A energia mínima necessária para dissociar uma molécula de AgBr (Brometo de Prata) é E_min = 0,6 eV. Portanto, os fótons devem ter uma energia igual ou maior que 0,6 eV para dissociar uma molécula de AgBr. Em unidade de SI, E_min = 0,6 eV x (1,6 x 10^-19 J/eV) = 9,6 x 10^-20 J A onda à luz é tratada como fótons, a energia de um fóton é dada por: E = h*f, onde h é a constante de Planck (h = 6,63 x 10^-34 J.s) e f é a frequência da luz monocromática onde a mesma é tratada como onda. Da forma, E pode ser expressa em função do comprimento de onda, ou seja: E = h*c / λ. Desta forma, E_min = h*c / λ_max, portanto a forma de encontrar λ_max é: λ_max = h*c / E_min = (6,63 x 10^-34 J.s x 299792458 m/s) / (9,6 x 10^-20 J) λ_max = 2,07 μm Questão 4/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna O comprimento de onda correspondente à frequência de corte da prata é 325 nm. Determine a energia cinética máxima dos elétrons ejetados de uma placa de prata iluminada por luz ultravioleta com um comprimento de onda de 254 nm. A 1,067 eV Você acertou! Efeito fotoelétrico. O efeito refere-se nosso problemas quanto a energia do fóton e a função trabalho Φ da prata. Conforme o modelo teórico, viste nas aulas de teoria, a energia cinética máxima do elétron emitido da superfície da prata depende da energia do fóton incidente na superfície e da função trabalho da prata. K_max = h*f - Φ. A frequência de corte e energia cinética K_max = 0, logo: Enálito: Sendo a velocidade da luz c = 299792458 m/s:λ = 1/ν = c/f, logo: f = c/λ. Quando iluminada por luz ultravioleta com comprimento de onda λ = 254 nm, a energia cinética máxima dos elétrons ejetados de uma placa de prata será: K_max = (6,63 x 10^-34 J.s)/(299792458 m/s) * (1/(254 x 10^-9 m)) - 6,115 x 10^-19 J K_max = 1,067 eV Questão 5/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna\nA luz solar pode ejetar elétrons da superfície do satélite em órbita, carregando-o eletricamente; os projetistas de satélites procuram minimizar este efeito através de revestimentos especiais. Suponha que um satélite seja revestido de platina, um metal com uma função trabalho muito elevada 5,32 eV.\n\nDetermine o maior comprimento de onda da luz solar incidente que é capaz de ejetar elétrons de uma superfície revestida com platina.\n\nA\n198 nm\n\nB\n233 nm\n\nVocê acertou!\nVamos supor que a energia mínima necessária para ejetar um elétron de platina seja igual à função trabalho, neste caso a energia cinética do elétron ejetado será nula, então de acordo à equação:\n\nComo foi dito Kmin = 0, Kmin = hf - Φ\n\nA função trabalho será determinada por:\n\nΦ = hf - Kmin\n\nPela relação de λ:\n\nComo Φ = 5,32 eV = 8,52·10⁻¹⁹ J:\n\nλ = h / f\n\nλ = \n\n= 8,52·10⁻¹⁹ J / (6,63·10⁻³⁴ J·s ·299 792 458)\n\n= 233 nm\n\nC\n344 nm\n\nD\n400 nm