Quando a luz branca incide em uma superfície metálica, são removidos…

Quando a luz branca incide em uma superfície metálica, são removidos elétrons desse material. Esse efeito é utilizado no acendimento automático das luzes nos postes de iluminação, na abertura automática das portas, no fotômetro fotográfico e em sistemas de alarme. Esse efeito pode ser usado para fazer a transformação de energia

GABARITO: D

O fenômeno descrito no enunciado é o efeito fotoelétrico, que ocorre quando radiação eletromagnética (como a luz branca) incide sobre uma superfície metálica e transfere energia para os elétrons do material. Se a energia transportada pelos fótons da luz for superior à função trabalho (energia mínima de ligação) do metal, os elétrons são ejetados com uma determinada velocidade.

A conservação de energia nesse processo pode ser expressa matematicamente como:

Onde:

• $E_{radiante} = h \cdot f$ é a energia da radiação incidente (fóton).
• $\Phi$ é a função trabalho do metal.
• $K_{max}$ é a energia cinética máxima do elétron ejetado.

Portanto, a energia proveniente da luz (energia radiante) é transformada em energia de movimento dos elétrons (energia cinética).

Análise das alternativas:

• Incorreta. O aluno associa a palavra "radiação" ao núcleo atômico e calcula $E = \Delta m \cdot c^2$, confundindo a emissão de elétrons da eletrosfera com a fissão ou decaimento nuclear, obtendo a conversão nuclear para cinética.
• Incorreta. O aluno inverte a entrada e a saída do sistema de sensor, pensando no funcionamento da lâmpada em si (que transforma eletricidade em luz) e não no sensor fotoelétrico, calculando $P \cdot \Delta t \rightarrow E_{rad}$, resultando na transformação de elétrica para radiante.
• Incorreta. O aluno confunde a incidência de luz com o efeito térmico (calor) e a formação de corrente elétrica com uma reação de pilha, calculando $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ em vez de energia de fótons, obtendo a conversão térmica para química.
• Correta. A luz incidente transporta energia radiante (fótons) que, ao colidir com os elétrons, transfere essa energia para que eles adquiram movimento, resultando em energia cinética.
• Incorreta. O aluno aplica a conservação de energia mecânica clássica para corpos macroscópicos, assumindo que o elétron possui uma altura inicial, calculando $m \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} m \cdot v^2$, obtendo a conversão de potencial para cinética.