Na física moderna, um dos primeiros modelos que utilizou a ideia de quantização da energia, proposta pelo físico alemão Max Planck, foi o que descreve o fenômeno conhecido por efeito fotoelétrico. Esse modelo foi proposto por outro físico alemão, Albert Einstein. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma superfície metálica, quando iluminada por luz de frequência adequada. Em seu modelo, Einstein propôs um comportamento corpuscular para a luz (na mecânica clássica, a luz é tratada como onda), sendo ela constituída de partículas chamadas fótons, que obedecem aos postulados da teoria quântica. Segundo a teoria quântica, a energia E de cada fóton de luz é dada por E = h × f, em que h = 6,6 × 10-34 J é a constante de Planck, e f é a frequência da luz. A energia mínima para arrancar um elétron de uma superfície metálica é denominada função trabalho (W) do metal. A função trabalho pode ser expressa em Joules (J), unidade de energia no Sistema Internacional de unidades, ou em elétron-volt (eV), sendo que 1 e V = 1,6 × 10-19 J. Se a energia E do fóton é superior à função trabalho W, a diferença entre elas, E – W, é igual à energia cinética máxima, Kmax, do elétron arrancado. O modelo para o efeito fotoelétrico pode ser resumido na equação Kmax = E – W = h × f – W.
Fonte: GUIMARÃES, Osvaldo; PIQUEIRA, José Roberto; CARRON, Wilson. Física. v. 3. 1. ed. São Paulo: Editora Ática, 2014.
Considere que um determinado metal é iluminado com radiação luminosa de frequência f0 e que elétrons são arrancados desse metal, deixando-o com energia cinética máxima igual a 30% da energia de um fóton dessa radiação.
A função trabalho desse metal, em termos de h (constante de Planck) e f0, é igual a
