[Efeito Fotoelétrico - Frequência de Corte] Raio X (UEPA)

por **raimundoocjr** » Seg Dez 17, 2012 14:32

(Adaptado/UEPA-2013) Leia o Texto 1 para responder à questão 1.
Texto 1
Nos últimos anos, a Física tem sido uma aliada dos pesquisadores que estudam as obras de arte. Ao examinar pinturas até o detalhe dos átomos com auxílio das técnicas de fluorescência de raios X e de radiografias, ela põe a nu segredos que se escondem debaixo da tinta, caracteriza os pigmentos que compunham a paleta de cada pintor e aponta retoques e desgastes nas telas, orientando futuros trabalhos de restauração.
Para tanto, emprega-se um aparelho que lança um feixe focalizado de raios X num círculo de meio centímetro de diâmetro e produz um processo conhecido como efeito fotoelétrico: enquanto se movimentam para restabelecer o equilíbrio, os elétrons também emitem raios X – os chamados raios X característicos, que o equipamento detecta e reproduz na tela do computador na forma de curvas de emissão de energias. A energia emitida é característica para cada elemento químico e, de posse dessa informação, pode-se inferir o pigmento usado naquele ponto do quadro.
Imagem

Figura: equipamento portátil esquadrinha o quadro Moisés e Jocabed, de Pedro Américo.
Fonte: Revista Pesquisa Fapesp. ed 199, Set. 2012

Dados: Energia do fóton: $E=\frac{1230eV.nm}{\lambda}$ , $1nm={10}^{-9}m$ , Carga elementar = $1,6.{10}^{-19}$ C, Constante de Planck h = $6,6.{10}^{-34}J.s$

1. Com base no texto 1, afirma-se que:
a) ao atingir os cristais de metal da tela, os fótons de raios X produzem o efeito fotoelétrico, efeito esse que é explicado pelo comportamento ondulatório da luz.
b) a frequência dos raios X que incidem na obra de arte apresenta valor menor que a frequência das microondas empregadas nos radares de trânsito.
c) quando um fóton de raios X de comprimento de onda igual a 1 nm atinge um cristal de cobalto, cuja função trabalho é 5 eV, a energia cinética máxima dos elétrons emitidos é aproximadamente igual a $2,0.{10}^{-16}$ J.
d) a energia cinética dos fotoelétrons depende da frequência e da intensidade da radiação incidente nos cristais da obra de arte.
e) quando os raios X incidentes atingem um cristal de chumbo, cuja função trabalho é $6,6.{10}^{-19}$ J, a frequência de corte para o efeito fotoelétrico é igual a $3.{10}^{17}$ Hz.

Tentativa de Resolução;
Caso comentem principalmente a alternativa "e)", fico grato. Sobre as outras, consigo discernir bem se estão certas ou erradas. A letra "c)" é a correta em síntese.

Gabarito Preliminar: C