Efeito fotoelétrico

Páginas: 9 (2067 palavras) Publicado: 9 de novembro de 2012
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA
LABORATÓRIO DE FÍSICA MODERNA
Aline Harumy Yokota



EFEITO FOTOELÉTRICO


INTRODUÇÃO:
O fenômeno no qual elétrons são emitidos de uma superfície metálica quando incide nesta um feixe de luz é chamado de efeito fotoelétrico, e os elétrons emitidos são chamados fotoelétrons. Este fenômeno foi descoberto por Hertz em 1887, e explicado pela teoriaquântica de Einstein em 1905.
Foi James Clark Maxwell (1831-1879) em 1863, relacionou equações entre os campos elétricos e magnéticos. Dessas relações Maxwell pode demonstrar que os campos elétricos e magnéticos se propagavam à velocidade da luz, estabelecendo formalmente o conceito de ondas eletromagnéticas. Isto significou a unificação do Eletromagnetismo com a Ótica, duas áreas da Físicaconsideradas, até aí, independentes. Somente oito anos depois da morte de Maxwell, em 1887, Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), realizou experimentos aplicando uma diferença de potencial oscilante em um circuito, com uma pequena abertura, ligado a terra, e produziu centelhas a iguais intervalos de tempo. No momento do centelhamento, o campo elétrico na região da pequena abertura cai rapidamente àzero, crescendo até a próxima centelha. O dispositivo de Hertz caracteriza o que hoje é chamado de dipolo oscilante. Como antena receptora, ele usou um anel de metal aberto, uma das extremidades contendo uma fina ponta de cobre e a outra uma esfera de latão. Uma pequena centelha na abertura do anel indicava a detecção de uma onda eletromagnética incidente. Hertz fez experimentos de onda estacionária,refletindo os seus pulsos primários em uma placa metálica e daí determinou o comprimento de ondas da radiação eletromagnética utilizada e a velocidade da luz. O experimento foi realizado com ondas de comprimento 1 m, na faixa que caracteriza o que é chamado hoje de radiofreqüência.
Ao realizar esses experimentos, Hertz verificou outro efeito. A centelha secundária (na abertura do anel) eramais intensa quando a abertura do anel era iluminada pela centelha primária. Esse resultado foi publicado em 1887 em um artigo intitulado On an Effect of Ultraviolet Light upon the Electric Discharge (Sobre um efeito de Luz Ultravioleta na descarga elétrica).
O efeito da luz ultravioleta na descarga elétrica era algo novo para o qual não havia explicação. Em 1902, Philipp Eduard Anton VonLenard (1862-1947), mediu a relação carga/massa dessas partículas e pôde confirmar que o aumento de centelhamento observado por Hertz era o resultado da emissão de elétrons, que ele, Lenard, chamou de foto-elétron.
Muitos pesquisadores trabalharam no estudo do efeito foto-elétrico (como ficou conhecido o fato de luz incidente retirar elétrons de uma superfície metálica). O acúmulo de dadosexperimentais indicava que o efeito não podia ser descrito consistentemente dentro do escopo do eletromagnetismo clássico de Maxwell.
Foi em 1905 que Einstein formulou sua teoria quântica do efeito fotoelétrico em que explicou completamente todos os pontos não explicados pela Física Clássica. Einstein usou a teoria de Planck (1901) como aspecto fundamental ao afirmar que a radiaçãoeletromagnética é quantizada, isto é, a energia da radiação é dada em forma de pacotes de energia. E=hV chamado de “Quantum de energia” (ou fóton) associado à freqüência V da radiação e h é a constante de Planck.
Na teoria de Einstein para o efeito fotoelétrico, toda a energia do fóton ou quantum de energia é transferida a um único elétron do metal e quando este sai da superfície do metal, teráuma energia cinética E, dada por E=hV-eø onde o termo eø é a correção da energia necessária para liberar o elétron da superfície metálica. ø é chamada de “função trabalho”, ou seja, sempre que hV> eø será possível a emissão de fotoelétrons da superfície do metal. A função trabalho é característica de cada metal irradiado. Esta equação dá uma reta. A função trabalho ø, que normalmente não é...
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