Efeito fotoeletrico

1. Introdução

Em linhas gerais, o efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons induzida pela ação da luz. Tal emissão depende da freqüência (ou do comprimento de onda) da luz irradiada e não da intensidade da mesma.
O efeito fotoelétrico foi observado, em 1889, por Wilhelm Hallwachs que demonstrou que a iluminação da superfície de metais como zinco, sódio e potássio com luz ultravioleta ejeta partículas negativas das mesmas. Porém, esse efeito não poderia ser explicado pelas leis clássicas do eletromagnetismo, o qual considerava a matéria distribuída num contínuo.
Em 1905 Albert Einstein propôs que a radiação deveria ser quantizada, como pequenos pulsos chamados fótons. Mas foi com o surgimento da mecânica quântica, a partir de 1925, que a dualidade onda-partícula só veio a ser descrita de maneira satisfatória.
Para se observar esse efeito, é utilizada uma lâmina de zinco ligada a um eletroscópio de folhas e se mede a velocidade de descarga do eletroscópio carregado positiva e negativamente. Utilizando luzes de diferentes comprimentos de onda, percebe-se que independente da intensidade dessa luz, não ocorre modificação na descarga do eletroscópio.
Cada elétron ejetado da superfície metálica recebe a energia de um único fóton. Aumentando-se a intensidade da luz de uma determinada freqüência, aumenta também o número de fótons que atinge essa superfície, mas não altera energia que é recebida por um elétron. O mesmo precisa vencer uma forte energia potencial, ϕ, para que possa ser emitido.
Ao receber energia do fóton, a energia cinética do elétron será igual a:

Quando o elétron se encontra na superfície do metal, essa relação se torna:

Onde ϕ0, função de trabalho, descreve quantidade de trabalho necessário para a retirada do elétron.
O valor limite da frequência para a qual ainda existe emissão pode ser definido considerando-se a energia cinética máxima muito próxima à zero.

2. Objetivo

Observar a emissão de elétrons de uma