Efeito fotoeletrico

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 6 (1307 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 15 de março de 2012
Ler documento completo
Amostra do texto
O efeito fotoelétrico

O efeito
Quando uma radiação eletromagnética incide sobre a superfície de um metal, elétrons podem ser arrancados dessa superfície. Esse fenômeno, descoberto por Hertz em 1887, é denominado efeito fotoelétrico. Os elétrons arrancados são chamados de fotoelétrons.
A energia
Para um elétron escapar do metal, é necessário que ele tenha uma quantidade mínima de energiapara vencer os choques com os átomos vizinhos e a atração elétrica dos núcleos desses átomos. A energia mínima necessária para um elétron escapar do metal corresponde a um trabalho W, denominado função de trabalho do metal. O valor desse trabalho é característica de cada metal. Na tabela abaixo, temos a função de trabalho W de alguns metais.
Metal W (eV)
Sódio 2,28
Alumínio 4,08
Zinco 4,31Ferro 4,50
Prata 4,73

Aplicações práticas
As células fotoelétricas são um bom exemplo cotidiano desta tecnologia. Seu princípio de funcionamento é a geração de uma corrente elétrica quando esta célula é colocada em um ambiente iluminado. É um fenômeno segundo o qual elétrons absorvem energia luminosa ganhando energia suficiente para se liberarem da estrutura atômica, gerando um compasso ordenadode cargas elétricas.

Graças ao efeito fotoelétrico tornou-se possível o cinema falado (uma célula fotoelétrica permite reconstituir os sons registrados nas películas do cinematógrafo), assim como a transmissão de imagens animadas (televisão). O emprego de aparelhos fotoelétricos permitiu construir maquinaria capaz de produzir peças sem intervenção alguma do homem.
Os aparelhos cujofuncionamento estão baseados no aproveitamento do efeito fotoelétrico controlam o tamanho das peças melhor do que o pode fazer qualquer operário, permitem acender e desligar automaticamente a iluminação de ruas e faróis; são usadas em aparelhos para geração de energia, dispensando pilhas; em controladores automáticos de flash, nas câmeras fotográficas etc.

Resultados experimentais
Inicialmente, o efeitofotoelétrico não foi visto com surpresa pela comunidade científica já que se pensava que a luz, sendo uma onda eletromagnética, transportasse energia proporcional à sua intensidade, porém alguns fatos experimentais fizeram com que a teoria eletromagnética não explicasse o fenômeno. Tais fatos são:
1. Nenhum elétron era emitido se a frequência da luz incidente não fosse maior que um valor mínimof0 (ver figura abaixo):
Fig. 01

2. A energia cinética dos elétrons retirados do metal aumentava proporcionalmente ao aumento da frequência da onda eletromagnética conforme pode ser visto na próxima figura.
Fig. 02

3. Por último, o aumento da intensidade da onda eletromagnética não alterava a energia cinética dos elétrons retirados do metal, somente aumentava o número de elétronsretirados por unidade de tempo, o que refletia na fotocorrente.

Teoria clássica (falha)
Esses resultados experimentais fizeram com que a teoria ondulatória clássica fosse incapaz de explicar tais fenômenos, pois para ela, a energia da onda eletromagnética incidente em nada dependia da frequência. Além do mais, por que a energia dos elétrons retirados do metal não aumentava com a intensidade da luzincidente e sim com a frequência? Veja os pontos onde a teoria ondulatória clássica não consegue fornecer uma explicação razoável:
No eletromagnetismo clássico, aumentar a intensidade da luz significa aumentar a intensidade do campo elétrico E da luz. Já que o módulo da força aplicada no elétron é eE, a energia cinética dos elétrons deveria aumentar se a intensidade da luz aumentasse, o queproduziria fotoelétrons com Kmax maiores,contradizendo o resultado experimental!
Na teoria ondulatória, o efeito fotoelétrico deveria acontecer com luz de qualquer frequência, desde que tenha intensidade suficiente para entregar energia aos elétrons do metal permitindo que eles escapem. Isto contradiz o resultado experimental já que abaixo do limiar de frequência não existe efeito fotoelétrico...
tracking img