Ao interagir com a matéria, a radiação eletromagnética transfere energia ou parte dela, via fóton, às partículas que compõem o meio material. O efeito fotoelétrico, o efeito Compton e a produção de pares são exemplos desse tipo de interação e se diferenciam por características particulares à cada material, pela energia do fóton incidente, pela energia transferida e pelas propriedades do espalhamento causado ao fóton incidente após a interação. Sobre os mecanismos de interação da radiação eletromagnética com a matéria, quanto ao efeito fotoelétrico, assinale a alternativa CORRETA:

Alternativa B - Quando o fóton incidente é totalmente absorvido por um elétron de um metal e este é ejetado do material.

Introdução

O efeito fotoelétrico é um dos três principais mecanismos de interação da radiação eletromagnética com a matéria, ao lado do efeito Compton e da produção de pares. Cada mecanismo ocorre em diferentes faixas de energia e envolve processos físicos distintos.

Desenvolvimento

Para identificar a alternativa correta sobre o efeito fotoelétrico, precisamos compreender suas características fundamentais:

• Absorção total: O fóton incidente transfere TODA a sua energia e desaparece após a interação
• Ejeção eletrônica: Um elétron ligado ao átomo recebe essa energia e é liberado do material
• Conservação de energia: A energia do fóton iguala-se à soma da energia de ligação do elétron mais sua energia cinética

Onde \Phi representa a função trabalho (energia necessária para remover o elétron).

Análise das Alternativas

Por que as outras estão incorretas:

• Alternativa A: Descreve a produção de pares, onde um fóton de alta energia (>1,022 MeV) interage com o núcleo e gera um par elétron-pósitron
• Alternativa C: Característica do espalhamento Compton, onde apenas parte da energia é transferida
• Alternativa D: Também descreve o efeito Compton, especificamente mencionando elétrons das camadas externas e transferência parcial de energia

Conclusão

A alternativa B é a única que descreve corretamente o efeito fotoelétrico: absorção completa do fóton e ejeção do elétron do material. Este fenômeno foi fundamental para o desenvolvimento da física quântica e rendeu a Albert Einstein o Prêmio Nobel de Física em 1921.