12.º anoPercurso edumaterial
O que vais aprender
- Explicar o efeito fotoelétrico com energia de fotões.
Compreender
Cada fotão transporta energia E=hf. No modelo ideal, um eletrão pode absorver um fotão e a energia cinética máxima do eletrão emitido é K_máx=E−W=1,0 eV. A função de trabalho W é o mínimo para remover o eletrão da superfície. Se a energia do fotão fosse 1,5 eV, abaixo de W, aumentar apenas o número de fotões não criaria emissão fotoelétrica pelo mecanismo de um fotão, nas condições habituais do modelo.
Acima do limiar, maior intensidade da luz à mesma frequência significa mais fotões por unidade de tempo e pode aumentar o número de eletrões emitidos, mas não o K_máx de cada um. Alterar a frequência altera a energia por fotão. Superfícies reais podem ter distribuição de energias e perdas, por isso o valor calculado é máximo idealizado. A unidade eV é energia, não tensão.
Exemplo resolvido
Num metal idealizado com função de trabalho de 2,5 eV, incidem fotões de energia 4,0 eV. Qual é a energia cinética máxima dos eletrões emitidos?
- Comparamos a energia do fotão com o limiar: 4,0 eV supera 2,5 eV, portanto há energia disponível após a emissão no modelo.
- Aplicamos a relação K_máx=E_fotão−W=4,0−2,5=1,5 eV.
- O valor é um máximo idealizado por eletrão; aumentar apenas a quantidade de fotões com a mesma energia não eleva esse máximo.
A energia cinética máxima calculada é 1,5 eV.
Atenção ao erro
Luz mais intensa dá sempre eletrões emitidos com maior energia máxima.

Verifica agora
Retoma o caso da explicação: Qual o K_máx para 3,0 eV?
Ver solução explicada
Resposta: 3,0−2,0=1,0 eV.
Subtrai a função de trabalho.
Retoma o caso da explicação: Fotões de 1,5 eV emitem eletrões neste modelo?
Ver solução explicada
Resposta: Não, porque 1,5<2,0 eV.
Aplica o limiar energético.
Duplicar intensidade com mesma frequência altera K_máx?
Ver solução explicada
Resposta: Não; aumenta o fluxo de fotões, não a energia de cada um.
Separa intensidade e frequência.
Que alteração aumenta a energia de cada fotão?
Ver solução explicada
Resposta: Aumentar a frequência, pois E=hf.
Relaciona frequência e energia.
Alinhamento curricular e fontes
- Física moderna — 12.º ano, página 9. Objetivo oficial parafraseado: Explicar o efeito fotoelétrico com energia de fotões.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-pt · 12-ano

