Efeito fotoeletrico

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Efeito Fotoelétrico

Introdução

A energia total E e o momento linear são conceitos fundamentais da física. Para partículas normais e não-relativísticas a energia total é a soma da energia cinética ( Ec ) e da energia potencial ( Ep ), ou seja, Et = Ec + Ep e o módulo p do momento linear de uma partícula normal é p = mv.
Os conceitos de energia e do movimento também se aplicam no caso,dos fótons ( partículas virtuais ). Mas, a energia de um fóton ( E = hf ) e o momento de um fóton () são diferentes das equações para a energia e o momento de uma partícula real convencional ou normal.
A propagação da luz é descrita por suas propriedades ondulatórias, mas, a troca de energia entre luz e matéria é governada por suas propriedades corpusculares. A luz propaga-se como uma partícula( a “dupla personalidade” da luz ).
A respeito da natureza da luz, o fóton apresenta um carácter dual, comportando-se ora como onda, ora como partícula. Os prótons e elétrons, por exemplo, têm a mesma natureza dual do fótons.
Um feixe luminoso de frequência f pode ser considerado com uma coleção ( nuvem) de pacotes de energia ( fótons ), cada um de energia E dada por E = hf.
A energialuminosa emitida por uma lâmpada é transportada por fótons. Quanto mais intensa a luz, maior o número de fótons emitidos por segundo. Como um fóton possui energia para ejetá-lo da superfície do metal. Entretanto, o fóton é diferente de uma partícula normal, como por exemplo, o elétron. A partícula normal tem uma massa diferente de zero e sua velocidade é sempre menor que a velocidade da luz. Um fótontem massa zero e sua velocidade é sempre igual à velocidade da luz. Para mostrar que o fóton não possua massa basta ver a equação:

E. 1 – v2 = mc2. O termo 1 – v2 = mc2 = 0, como a energia E o fóton é não
c2 c2
nula e c é não nulo e v = c, implica que m = 0

Efeito Fotoelétrico

O modelo da luz tratado como uma coleção defótons explica satisfatoriamente o efeito fotoelétrico. O modelo de fótons nos permite compreender melhor o comportamento da luz em suas interações com a matéria.
Quando radiações eletromagnéticas incidem numa placa metálica, elétrons podem absorver energia suficiente para escaparem dela: a esse fato se dá o nome de efeito fotoelétrico ( é uma prova experimental de que a luz é composta por fótons).
Einstein explicou o efeito fotoelétrico em 1905 utilizando a ideia de quantização da energia proposta pelo físico alemão Max Planck em 1990, como sendo uma propriedade de qualquer radiação eletromagnética, ou seja, considerando-a como sendo composta de “partículas” de quantum de energia ou pacotes de energia: os fótons. O efeito fotoelétrico, descrição de Albert Einstein, consiste na emissãode elétrons por um metal no qual incide um feixe de luz. No processo “pacotes” bem definidos de energia luminosa, chamados fótons, são absorvidos um a um pelos elétrons do metal.
Com relação ao efeito são observados os seguintes fatos:
● Cada fóton de luz incidente é completamente absorvido por um único elétron.
● Cada fóton tem uma energia E = hf, em que h é a constante de Planck de valor6,625.10-34 J.s ou 4.10-15 e V.s e f é a frequência da luz.
● É necessário uma energia mínima, chamada função trabalho ( potencial de superfície ) Wo, para arrancar elétron de um determinado metal.
● Quando a luz incide sobre a superfície de um metal, elétrons podem ser extraídos por ela.
● A intensidade de um feixe de luz de uma dada frequência que atinge a superfície de um metal é proporcionalao número de fótons que chegam à superfície.
● Quando o elétron absorve um fóton, ele será extraído do metal se a energia desse fóton que depende da frequência da radiação e não da sua intensidade, for suficiente.
● Quando elétrons são arrancados do metal, quanto maior a frequência da luz incidente, maiores são as energias com que os elétrons abandonam o metal.
● As energias cinéticas dos...