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Física

ITA 2006 Física — Questão 10

Einstein propôs que a energia da luz é transportada por pacotes de energia hf, em que h é a constante de Plank e f é a freqüência da luz, num referencial na qual a fonte está em repouso. Explicou, assim, a existência de uma freqüência mínima fof_o para arrancar elétrons de um material, no chamado efeito fotoelétrico. Suponha que a fonte emissora de luz está em movimento em relação ao material. Assinale a alternativa correta.

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2006 Física, questão 10: alternativa E

Se f<fof < f_o, é possível que elétrons sejam emitidos, desde que a fonte esteja se aproximando do material.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você percebe que o limiar f₀ vale para a frequência que chega ao material, e que o efeito Doppler muda essa frequência.

Por onde começar · passo 1 de 4

Identifique qual frequência decide a emissão

O elétron 'sente' a frequência de qual referencial: da fonte ou do material?

A energia que o elétron absorve é hf′hf', onde f′f' é a frequência medida no referencial do material. A condição de emissão é hf′≥hf0hf' \geq hf_0, ou seja, f′≥f0f' \geq f_0. O ff do enunciado é medido no referencial da fonte.

A armadilha

Quem aplica o limiar à frequência f medida no referencial da fonte marca a C; quem troca o sentido do Doppler (afastar aumenta f) marca a B ou a A.

Quem cai nela marca A, B, C, D.

-0,8-0,6-0,4-0,200,20,40,60,800,511,522,533,5β = v/c (positivo = aproximando)f' / f₀fonte parada: não emiteβ ≈ 0,22: começa a emitirafastando: mais longe do limiar
  • f'/f₀ para f = 0,8 f₀
  • limiar f₀
Com f = 0,8 f₀, a frequência recebida só cruza o limiar quando a fonte se aproxima (β > 0); afastando, ela cai ainda mais.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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