Um instrumento importante no estudo de sistemas nanométricos é o microscópio eletrônico. Nos
microscópios ópticos, a luz é usada para visualizar a amostra em estudo. Nos microscópios eletrônicos, um
feixe de elétrons é usado para estudar a amostra.
a) A vantagem em se usar elétrons é que é possível acelerá-los até energias em que o seu comprimento
de onda é menor que o da luz visível, permitindo uma melhor resolução. O comprimento de onda do
elétron é dado por 2 = h/(2m,E,)*2, em que E, é a energia cinética do elétron, m,»9 x 10! kg é a
massa do elétron e 6,6 x 103º Nm's é a constante de Planck. Qual é o comprimento de onda do
elétron em um microscópio eletrônico em que os elétrons são acelerados, a partir do repouso, por uma
diferença de potencial de U = 50 kV? Caso necessário, use a carga do elétron e = 1,6 x 101º C.
b) Uma forma usada para gerar elétrons em um microscópio eletrônico é aquecer um filamento, processo
denominado efeito termiônico. A densidade de corrente gerada é dada por J = AT2e*/Gs7) em que 4
é a constante de Richardson, T é a temperatura em kelvin, kg = 1,4x 102 JIK é a constante de
Boltzmann e &, denominado função trabalho, é a energia necessária para remover um elétron do
filamento. A expressão para J pode ser reescrita como In(J/T?) = In(4) — (b/ks)(1/T), que é uma
equação de uma reta de In(J/T?) versus (1/T), em que In(A) é o coeficiente linear e (&/ks) é O
coeficiente angular da reta. O gráfico da figura abaixo apresenta dados obtidos do efeito termiônico em
um filamento de tungstênio. Qual é a função trabalho do tungstênio medida neste experimento?
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UT 107 KT