Considerando-se que se faça incidir luz sobre um dado material homogêneo cuja função trabalho valha 4,2 eV e sabendo-se que a constante de Planck vale 4,2 × 10−15 eV ∙ s e que a velocidade da luz no vácuo vale 3,0 × 108 m/s, é correto concluir que a menor frequência dessa luz capaz de arrancar elétrons desse material é
- A)3,0 × 1023 Hz.
Errada, pois 3,0 × 10^23 Hz é uma frequência absurdamente alta e não resulta da relação f = W/h.
- B)3,0 × 107 Hz.
Errada, porque 3,0 × 10^7 Hz é muito menor do que a frequência de corte calculada.
- C)1,0 × 1015 Hz.
Certa, pois a frequência mínima é f = 4,2 / (4,2 × 10^-15) = 1,0 × 10^15 Hz.
- D)3,0 × 1015 Hz.
Errada, porque 3,0 × 10^15 Hz supera o valor de corte encontrado e não é a menor frequência pedida.
- E)1,0 × 1023 Hz.
Errada, pois 1,0 × 10^23 Hz não corresponde ao cálculo da função trabalho dividida pela constante de Planck.
Gabarito: C
Aqui entra o efeito fotoelétrico: a luz só arranca elétrons se cada fóton tiver energia suficiente para vencer a função trabalho do material. A ideia central é simples e clássica de prova: a energia do fóton vale E = h.f. Se essa energia for menor que a função trabalho, nada acontece; se for igual ou maior, sai elétron. Como o enunciado diz que a função trabalho é 4,2 eV e que a constante de Planck vale 4,2 × 10^-15 eV.s, basta achar a frequência mínima, isto é, a frequência de corte: f = W/h. Fazendo a conta, f = 4,2 / (4,2 × 10^-15) = 1,0 × 10^15 Hz. Esse valor é a menor frequência capaz de arrancar elétrons desse material. Frequências abaixo disso têm energia insuficiente por fóton; acima disso, passam a produzir emissão fotoelétrica. É a conta direta que a física moderna adora cobrar em prova: pouco drama, muita fórmula. Portanto, o gabarito correto é a alternativa C.