Física Moderna — Física Quântica — Efeito Fotoelétrico
Em exames de imagem, como os de raio-X, os detectores funcionam com base no efeito fotoelétrico: quando a radiação atinge certos materiais sensíveis, os fótons de luz (raios X, nesse caso) podem arrancar elétrons desses materiais, gerando uma corrente elétrica detectável. Suponha que o material do detector tenha uma função trabalho (energia mínima para arrancar um elétron) igual a $3{,}0\text{ eV}$. Durante um exame, são utilizados fótons com comprimento de onda igual a $300\text{ nm}$. Considerando os dados a seguir, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas.
A)A energia de um dos fótons utilizados durante o exame é de $6{,}63\times10^{-19}\text{ J}$.
B)A energia de um dos fótons utilizados durante o exame é superior a $4{,}0\text{ eV}$.
C)O efeito fotoelétrico ocorrerá e ainda sobrará energia para o elétron sair com energia cinética.
D)O efeito fotoelétrico não ocorrerá, pois a energia do fóton é menor do que a função trabalho.
Convertendo para elétron-volt: $E=\dfrac{6{,}63\times10^{-19}}{1{,}6\times10^{-19}}\approx4{,}14\text{ eV}$.
Como $4{,}14\text{ eV}>3{,}0\text{ eV}$, ocorre efeito fotoelétrico e a energia cinética máxima do elétron é aproximadamente $1{,}14\text{ eV}$.
Sequência: V · V · V · F.
Q12
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação Mista de Resistores
Um hospital utiliza um monitor de sinais vitais portátil, que mede sinais como ECG (eletrocardiograma), oximetria e temperatura. Esse monitor é alimentado por uma fonte de $9\text{ V}$ e possui um circuito interno responsável por distribuir a corrente para diferentes sensores. Suponha que dentro do circuito há um único ramo condutor com a seguinte estrutura: um resistor de proteção de $1{,}5\Omega$ logo após a saída da fonte; em seguida, esse ramo se divide internamente em três caminhos em paralelo, cada um com um sensor (ECG - $3\Omega$; oximetria - $6\Omega$; temperatura - $2\Omega$). Esses três sensores se reconectam após sua parte paralela, fechando o ramo que retorna à fonte. Com base nas informações, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas:
A)A corrente no sensor do ECG equivale a $1{,}8\text{ A}$.
B)A corrente no sensor de oximetria equivale a $1{,}2\text{ A}$.
C)A corrente no sensor de temperatura equivale a $0{,}6\text{ A}$.
D)A corrente total do monitor equivale $3{,}6\text{ A}$.
Gabarito TEF
F · F · F · V
Resolução
Para os três sensores em paralelo: $\dfrac{1}{R_p}=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{2}=1$, portanto $R_p=1\Omega$.
A resistência total é $R_{eq}=1{,}5+1=2{,}5\Omega$.
A corrente total é $I=\dfrac{9}{2{,}5}=3{,}6\text{ A}$.
A ddp no conjunto em paralelo é $U_p=I R_p=3{,}6\text{ V}$.
Assim, $I_{ECG}=\dfrac{3{,}6}{3}=1{,}2\text{ A}$, $I_{oxi}=\dfrac{3{,}6}{6}=0{,}6\text{ A}$ e $I_T=\dfrac{3{,}6}{2}=1{,}8\text{ A}$.
