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<p>Física Moderna</p><p>Física Quântica e Efeito Fotoelétrico</p><p>F1271 - (Enem)</p><p>Pesquisadores conseguiram es�mular a absorção de</p><p>energia luminosa em plantas graças ao uso de nanotubos</p><p>de carbono. Para isso, nanotubos de carbono “se</p><p>inseriram” no interior dos cloroplastos por uma</p><p>montagem espontânea, através das membranas dos</p><p>cloroplastos. Pigmentos da platna absorvem as radiações</p><p>luminosas, os elétrons são “excitados” e se deslocam no</p><p>interior de membranas de cloroplastos, e a planta u�liza</p><p>em seguida essa energia elétrica para a fabricação de</p><p>açúcares. Os nanotubos de carbono podem absorver</p><p>comprimentos de onda habitualmente não u�lizados</p><p>pelos cloroplastos, e os pesquisadores �veram a ideia de</p><p>u�lizá-los como “antenas”, es�mulando a conversão de</p><p>energia solar pelos cloroplastos, com o aumento do</p><p>transporte de elétrons.</p><p>Nanotubos de carbono incrementam a fotossíntese de</p><p>plantas.</p><p>Disponível em: h�p://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em:</p><p>14 nov. 2014 (adaptado).</p><p>O aumento da eficiência fotossinté�ca ocorreu pelo fato</p><p>de os nanotubos de carbono promoverem diretamente a</p><p>a) u�lização de água.</p><p>b) absorção de fótons.</p><p>c) formação de gás oxigênio.</p><p>d) proliferação dos cloroplastos.</p><p>e) captação de dióxido de carbono.</p><p>F1312 - (Fuvest)</p><p>Alguns equipamentos de visão noturna têm seu</p><p>funcionamento baseado no efeito fotoelétrico, uma das</p><p>primeiras descobertas que contribuíram para o</p><p>surgimento da mecânica quân�ca. Nesses equipamentos,</p><p>fótons de frequência f emi�dos por um objeto incidem</p><p>sobre uma super�cie metálica. Elétrons são então</p><p>liberados da super�cie e acelerados por um campo</p><p>elétrico. Em seguida, o sinal eletrônico é amplificado e</p><p>produz uma imagem do objeto.</p><p>Diferentemente do que a �sica clássica prevê, apenas os</p><p>elétrons com energia hf acima de uma certa energia</p><p>mínima E0 são liberados da super�cie metálica.</p><p>Considerando a incidência de fótons com frequência da</p><p>ordem de 1014 Hz, a ordem de grandeza do valor limite</p><p>de E0 para que o equipamento funcione deve ser:</p><p>Note e adote:</p><p>Constante de Planck: h = 6,63 . 10–34J.s</p><p>a) 10−50 J</p><p>b) 10−40 J</p><p>c) 10−30 J</p><p>d) 10−20 J</p><p>e) 10−10 J</p><p>F0524 - (Fgv)</p><p>A função trabalho de certo metal é 9,94 · 10-19 J.</p><p>Considere a constante de Planck com o valor 6,63 · 10-34</p><p>J · s. A frequência mínima a par�r da qual haverá efeito</p><p>fotoelétrico sobre esse metal é, em 1015 Hz, de</p><p>a) 1,1.</p><p>b) 1,2.</p><p>c) 1,5.</p><p>d) 1,7.</p><p>e) 1,9.</p><p>F0525 - (Ufpr)</p><p>Entre os vários trabalhos cien�ficos desenvolvidos por</p><p>Albert Einstein, destaca-se o efeito fotoelétrico, que lhe</p><p>rendeu o Prêmio Nobel de Física de 1921. Sobre esse</p><p>efeito, amplamente u�lizado em nossos dias, é correto</p><p>afirmar:</p><p>1@professorferretto @prof_ferretto</p><p>a) Trata-se da possibilidade de a luz incidir em um</p><p>material e torná-lo condutor, desde que a intensidade</p><p>da energia da radiação luminosa seja superior a um</p><p>valor limite.</p><p>b) É o princípio de funcionamento das lâmpadas</p><p>incandescentes, nas quais, por ação da corrente</p><p>elétrica que percorre o seu filamento, é produzida luz.</p><p>c) Ocorre quando a luz a�nge um metal e a carga elétrica</p><p>do fóton é absorvida pelo metal, produzindo corrente</p><p>elétrica.</p><p>d) É o efeito que explica o fenômeno da faísca observado</p><p>quando existe uma diferença de potencial elétrico</p><p>suficientemente grande entre dois fios metálicos</p><p>próximos.</p><p>e) Corresponde à ocorrência da emissão de elétrons</p><p>quando a frequência da radiação luminosa incidente</p><p>no metal for maior que um determinado valor, o qual</p><p>depende do �po de metal em que a luz incidiu.</p><p>F0523 - (Upf)</p><p>Analise as afirmações sobre tópicos de Física Moderna,</p><p>I. A Física Moderna é a Física desenvolvida até o século</p><p>XIX.</p><p>II. A Mecânica Quân�ca, a Teoria da Rela�vidade e a</p><p>Mecânica Newtoniana formam parte do conjunto de</p><p>teorias da Física Moderna.</p><p>III. A Física Moderna destaca que, em algumas situações,</p><p>a luz se comporta como onda, e, em outras situações,</p><p>como par�cula.</p><p>IV. O efeito fotoelétrico é um dos fenômenos explicados</p><p>pela Física Moderna.</p><p>Está correto apenas o que se afirma em:</p><p>a) II e III.</p><p>b) II.</p><p>c) III e IV.</p><p>d) II e IV.</p><p>e) I, II e IV.</p><p>F1256 - (Uel)</p><p>Considere que as lâmpadas descritas na charge emitem</p><p>luz amarela que incide na super�cie de uma placa</p><p>metálica colocada próxima a elas.</p><p>Com base nos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico,</p><p>assinale a alterna�va correta.</p><p>a) A quan�dade de energia absorvida por um elétron que</p><p>escapa da super�cie metálica é denominada de fótons</p><p>e tem o mesmo valor para qualquer metal.</p><p>b) Se a intensidade luminosa for alta e a frequência da</p><p>luz incidente for menor que a frequência-limite, ou de</p><p>corte, o efeito fotoelétrico deve ocorrer na placa</p><p>metálica.</p><p>c) Se a frequência da luz incidente for menor do que a</p><p>frequência-limite, ou de corte, nenhum elétron da</p><p>super�cie metálica será emi�do.</p><p>d) Quando a luz incide sobre a super�cie metálica, os</p><p>núcleos atômicos próximos da super�cie absorvem</p><p>energia suficiente e escapam para o espaço.</p><p>e) Quanto maior for a função trabalho da super�cie</p><p>metálica, menor deverá ser a frequência-limite, ou de</p><p>corte, necessária para a emissão de elétrons.</p><p>F1368 - (Unesp)</p><p>O efeito fotoelétrico é um processo em que ocorre a</p><p>emissão de elétrons por uma placa metálica, chamados</p><p>fotoelétrons, quando a radiação eletromagné�ca incide</p><p>sobre ela com uma quan�dade de energia suficiente para</p><p>removê-los da super�cie da placa. A quan�dade mínima</p><p>dessa energia que remove cada elétron é chamada</p><p>função trabalho do metal (𝛷). No estudo desse efeito,</p><p>considera-se que a energia (𝜀) associada a um fóton de</p><p>determinada radiação que se propaga com frequência f é</p><p>dada pela expressão 𝜀 = h.f, em que h é uma constante</p><p>posi�va. Nesse processo, essa energia é totalmente</p><p>absorvida por um elétron ligado à placa, sendo parte</p><p>u�lizada para removê-lo do metal e o restante</p><p>transformada em energia ciné�ca desse fotoelétron</p><p>(Ecin= 𝜀 – 𝛷).</p><p>2@professorferretto @prof_ferretto</p><p>A tabela apresenta as funções trabalho do sódio e do</p><p>alumínio, expressas em joules.</p><p>Metal 𝛷 ( J )</p><p>Sódio 3,7x10–19</p><p>Alumínio 6,5x10–19</p><p>Considere que uma radiação ultravioleta de comprimento</p><p>de onda 𝜆 = 4x10–7 m, propagando-se no vácuo, incida</p><p>sobre duas placas, uma feita de sódio e outra de</p><p>alumínio. Sendo a velocidade da luz no vácuo c =</p><p>3x108 m/s e adotando-se h = 6,4x10–34 J.s, nessa situação</p><p>somente a placa de</p><p>a) alumínio emi�rá fotoelétrons, cada um com 2,0x10–</p><p>19 J de energia ciné�ca.</p><p>b) alumínio emi�rá fotoelétrons, cada um com 2,4x10–</p><p>19 J de energia ciné�ca.</p><p>c) sódio emi�rá fotoelétrons, cada um com 2,4x10–19 J</p><p>de energia ciné�ca.</p><p>d) sódio emi�rá fotoelétrons, cada um com 1,1x10–19 J</p><p>de energia ciné�ca.</p><p>e) alumínio emi�rá fotoelétrons, cada um com 1,1x10–</p><p>19 J de energia ciné�ca.</p><p>F1251 - (Unesp)</p><p>A sensibilidade visual de humanos e animais encontra-se</p><p>dentro de uma estreita faixa do espectro da radiação</p><p>eletromagné�ca, com comprimentos de onda entre 380</p><p>nm e 760 nm. É notável que os vegetais também reajam</p><p>à radiação dentro desse mesmo intervalo, incluindo a</p><p>fotossíntese e o crescimento fototrópico. A razão para a</p><p>importância dessa estreita faixa de radiação</p><p>eletromagné�ca é o fato de a energia carregada por um</p><p>fóton ser inversamente proporcional ao comprimento de</p><p>onda. Assim, os comprimentos de onda mais longos não</p><p>carregam energia suficiente em cada fóton para produzir</p><p>um efeito fotoquímico apreciável, e os mais curtos</p><p>carregam energia em quan�dade que danifica os</p><p>materiais orgânicos.</p><p>A tabela apresenta o comprimento de onda de algumas</p><p>cores do espectro da luz visível:</p><p>Sabendo que a energia carregada por um fóton de</p><p>frequência f é dada por E = h x f, em que h = 6,6 x 10–34</p><p>J·s, que a velocidade da luz é aproximadamente c = 3 x</p><p>108 m/s e que 1 nm = 10–9 m, a cor da luz cujos fótons</p><p>carregam uma quan�dade de energia correspondente a</p><p>3,96 x 10–19 J é</p><p>a) azul.</p><p>b) verde.</p><p>c) amarela.</p><p>d) laranja.</p><p>e) vermelha.</p><p>F1257 - (Feevale)</p><p>O efeito fotoelétrico foi descoberto por Hertz no final do</p><p>século XIX, e a explicação do fenômeno foi dada por</p><p>Einstein no começo do século XX. Com base nessa</p><p>explicação,</p><p>são feitas três afirmações.</p><p>I. A energia con�da no fóton depende da frequência da</p><p>radiação incidente.</p><p>II. A radiação, ao incidir sobre uma super�cie, pode</p><p>arrancar elétrons desta.</p><p>III. A energia ciné�ca do elétron arrancado de uma</p><p>super�cie depende da intensidade da radiação incidente.</p><p>Marque a alterna�va correta.</p><p>a) Apenas a afirmação I está correta.</p><p>b) Apenas a afirmação II está correta.</p><p>c) Apenas a afirmação III está correta.</p><p>d) Apenas as afirmações I e II estão corretas.</p><p>e) Apenas as afirmações I e III estão corretas.</p><p>F1253 - (Udesc)</p><p>Analise as proposições com a relação à mecânica clássica,</p><p>à mecânica rela�vís�ca e à mecânica quân�ca.</p><p>I. A mecânica clássica é válida para descrever os</p><p>movimentos cujas velocidades sejam próximas à</p><p>3@professorferretto @prof_ferretto</p><p>velocidade da luz.</p><p>II. Quanto mais próxima da velocidade da luz es�ver a</p><p>velocidade de uma par�cula menor serão os efeitos</p><p>rela�vís�cos.</p><p>III. A mecânica quân�ca deve ser u�lizada para se estudar</p><p>o movimento de par�culas subatômicas.</p><p>IV. A dualidade onda-par�cula refere-se ao fato de que</p><p>par�culas podem exibir comportamento ondulatório, e</p><p>radiação podem ter comportamento corpuscular.</p><p>V. No efeito fotoelétrico assume-se que a radiação</p><p>eletromagné�ca é cons�tuída por um feixe de par�culas</p><p>(fótons).</p><p>Assinale a alterna�va correta.</p><p>a) Somente as afirma�vas I, II e IV são verdadeiras.</p><p>b) Somente as afirma�vas I, II e III são verdadeiras.</p><p>c) Somente as afirma�vas III, IV e V são verdadeiras.</p><p>d) Somente as afirma�vas I, II e V são verdadeiras.</p><p>e) Somente as afirma�vas IV e V são verdadeiras.</p><p>F1255 - (Upf)</p><p>Denomina-se de efeito fotoelétrico o fenômeno que</p><p>consiste na liberação de elétrons pela super�cie de um</p><p>material quando esse é exposto a uma radiação</p><p>eletromagné�ca como a luz. O fenômeno foi explicado</p><p>por Einstein em 1905, quando admi�u que a luz é</p><p>cons�tuída por quanta de luz cuja energia é dada por E =</p><p>h · f, sendo h a constante de Planck e f a frequência da</p><p>luz. Das seguintes afirma�vas, assinale a correta.</p><p>a) O efeito fotoelétrico acontece independentemente da</p><p>frequência da luz incidente na super�cie metálica.</p><p>b) A teoria do efeito fotoelétrico afirma que,</p><p>aumentando a frequência da luz incidente na</p><p>super�cie metálica, é possível arrancar prótons da</p><p>super�cie do metal.</p><p>c) Considerando que, no vácuo, o comprimento de onda</p><p>da luz vermelha é maior do que o comprimento de</p><p>onda da luz azul, a energia dos quanta de luz vermelha</p><p>é maior do que a energia dos quanta da luz azul.</p><p>d) Quando uma luz monocromá�ca incide sobre uma</p><p>super�cie metálica e não arranca elétrons dela, basta</p><p>aumentar a sua intensidade para que o efeito</p><p>fotoelétrico ocorra.</p><p>e) O efeito fotoelétrico fornece evidências das naturezas</p><p>ondulatória e corpuscular da luz.</p><p>F1350 - (Fuvest)</p><p>A energia irradiada pelo Sol provém da conversão de</p><p>massa em energia durante reações de fusão de núcleos</p><p>de hidrogênio para produzir núcleos de hélio.</p><p>Atualmente, essas reações permitem ao Sol emi�r</p><p>radiação luminosa a uma potência de aproximadamente</p><p>4x1026 W. Supondo que essa potência tenha sido</p><p>man�da desde o nascimento do Sol, cerca de 5x109 anos</p><p>atrás, a massa correspondente àquela perdida pelo Sol</p><p>até hoje é mais próxima de</p><p>Note e adote:</p><p>Velocidade da luz no vácuo: 3x108 m/s.</p><p>Considere que um ano tem cerca de 3x107 s.</p><p>a) 107 kg</p><p>b) 1017 kg</p><p>c) 1027 kg</p><p>d) 1037 kg</p><p>e) 1047 kg</p><p>F0522 - (Uemg)</p><p>O efeito fotoelétrico foi descoberto em 1886 pelo �sico</p><p>alemão Heinrich Hertz (1857-1894). Na ocasião, Hertz</p><p>percebeu que a incidência da luz ultravioleta em chapas</p><p>metálicas auxiliava a produção de faíscas. A explicação</p><p>teórica para o efeito fotoelétrico, entretanto, só foi</p><p>apresentada pelo �sico alemão Albert Einstein em 1905.</p><p>A dúvida que exis�a na época estava relacionada com a</p><p>energia ciné�ca dos elétrons que eram ejetados do</p><p>metal: essa grandeza não dependia do(a) __________ da</p><p>luz incidente. Einstein percebeu que o agente</p><p>responsável pela ejeção de cada elétron era um único</p><p>fóton, uma par�cula de luz que transferia aos elétrons</p><p>uma parte de sua energia, ejetando-o do material, desde</p><p>que seu(sua) __________ fosse grande o suficiente para</p><p>tal.</p><p>Disponível em: h�ps://brasilescola.uol.com.br/o-que-</p><p>e/fisica/o-que-e-efeito-fotoeletrico.htm. Acesso: 11 dez.</p><p>2018. (Fragmento: Adaptado).</p><p>Assinale a alterna�va que preenche CORRETAMENTE as</p><p>lacunas.</p><p>a) frequência – comprimento de onda.</p><p>b) comprimento de onda – intensidade.</p><p>c) intensidade – frequência</p><p>d) comprimento de onda – frequência.</p><p>F1252 - (Ita)</p><p>Dentro de uma câmara de vácuo encontra-se um o</p><p>filamento F aquecido por meio de uma fonte elétrica</p><p>externa de d.d.p. V1. A radiação emi�da por F a�nge o</p><p>eletrodo metálico E1, que passa a emi�r elétrons que</p><p>podem ser coletados no eletrodo E2, acarretando a</p><p>corrente I medida num amperímetro. Uma segunda fonte</p><p>externa, de d.d.p. V2, é conectada ao circuito conforme</p><p>4@professorferretto @prof_ferretto</p><p>ilustrado na figura. Um obstáculo O impede que E2</p><p>receba radiação do filamento F.</p><p>Analise as seguintes afirmações:</p><p>I. A corrente I aumenta sempre que V2 aumenta e tende</p><p>a um valor assintó�co Imax.</p><p>II. Toda a radiação que incide em E1 pode causar ejeção</p><p>de elétrons.</p><p>III. Para certo valor V2 fII, a Ec dos elétrons emi�dos pelo material II é</p><p>maior do que a dos elétrons emi�dos pelo material I.</p><p>II. O trabalho realizado para liberar elétrons da placa II é</p><p>maior do que o realizado na placa I.</p><p>III. A inclinação de cada reta é igual ao valor da constante</p><p>universal de Planck, h.</p><p>Quais estão corretas?</p><p>a) Apenas I.</p><p>b) Apenas II.</p><p>c) Apenas III.</p><p>d) Apenas II e III.</p><p>e) I, II e III.</p><p>F1259 - (Pucrs)</p><p>Para responder à questão, analise as afirma�vas abaixo,</p><p>referentes ao efeito fotoelétrico.</p><p>I. A frequência mínima da radiação incidente para que o</p><p>efeito fotoelétrico seja observado depende da</p><p>cons�tuição química do material.</p><p>5@professorferretto @prof_ferretto</p><p>II. A energia de cada fotoelétron ejetado no processo</p><p>depende da intensidade da radiação incidente.</p><p>III. A quan�dade de fotoelétrons ejetados no processo</p><p>depende da intensidade da radiação eletromagné�ca</p><p>incidente.</p><p>Está/Estão correta(s) a(s) afirma�va(s)</p><p>a) I, apenas.</p><p>b) II, apenas.</p><p>c) I e III, apenas.</p><p>d) II e III, apenas.</p><p>e) I, II e III.</p><p>F1258 - (Ulbra)</p><p>Uma lâmpada de potência de 200 W emite um feixe de</p><p>luz de comprimento de onda de 600 nm. Esse feixe de luz</p><p>incide sobre uma super�cie metálica, excitando e</p><p>arrancando da mesma um número</p><p>n de elétrons.</p><p>Sendo</p><p>h = 6,6 x 10–34 J·s</p><p>1 eV = 1,6 x 10–19 J</p><p>função trabalho do metal 1,2 eV,</p><p>é correto afirmar que:</p><p>a) a energia ciné�ca dos elétrons excitados é de</p><p>aproximadamente 0,9 eV.</p><p>b) a energia dos fótons é de 1,6 eV.</p><p>c) a função trabalho do metal aumenta com o aumento</p><p>da potência da lâmpada.</p><p>d) se aumentarmos a frequência da luz diminui a</p><p>velocidade dos elétrons excitados.</p><p>e) a energia ciné�ca dos elétrons excitados é de</p><p>aproximadamente 2 eV.</p><p>F2076 - (Enem)</p><p>Os raios cósmicos são fontes de radiação ionizante</p><p>potencialmente perigosas para o organismo humano.</p><p>Para quan�ficar a dose de radiação recebida, u�liza-se o</p><p>sievert (Sv), definido como a unidade de energia recebida</p><p>por unidade de massa. A exposição à radiação</p><p>proveniente de raios cósmicos aumenta com a al�tude, o</p><p>que pode representar um problema para as tripulações</p><p>de aeronaves. Recentemente, foram realizadas medições</p><p>acuradas das doses de radiação ionizante para voos entre</p><p>Rio de Janeiro e Roma. Os resultados têm indicado que a</p><p>dose média de radiação recebida na fase de cruzeiro (que</p><p>geralmente representa 80% do tempo total de voo) desse</p><p>trecho intercon�nental é 2 μSv/h. As normas</p><p>internacionais da aviação civil limitam em 1000 horas por</p><p>ano o tempo de trabalho para as tripulações que atuem</p><p>em voos intercon�nentais. Considere que a dose de</p><p>radiação ionizante para uma radiografia torácica é</p><p>es�mada em 0,2 mSv.</p><p>RUAS, A. C. O tripulante de aeronaves e a radiação</p><p>ionizante. São Paulo: Edição do Autor, 2019 (adaptado).</p><p>A quantas radiografias torácicas corresponde a dose de</p><p>radiação ionizante à qual um tripulante que atue no</p><p>trecho Rio de Janeiro−Roma é exposto ao longo de um</p><p>ano?</p><p>a) 8.</p><p>b) 10.</p><p>c) 80.</p><p>d) 100.</p><p>e) 1000.</p><p>6@professorferretto @prof_ferretto</p>