Efeito fotoelétrico

Páginas: 5 (1147 palavras) Publicado: 13 de dezembro de 2012
1. Sumário:

Em 1887 Heinrich Hertz observou que, iluminando um par de eletrodos entre os quais se dava uma descarga elétrica luminosa, esta experimentava um aumento de intensidade. Isso sugeria que a luz influía de alguma maneira sobre os metais, facilitando a produção da descarga. Um ano depois Hallwachs comprovou haver emissão de elétrons quando a superfície de metais como o zinco, rubídio,potássio e sódio eram iluminados. Esses elétrons eram chamados fotoelétrons, tendo-se em vista sua origem. Contribuições posteriores ao estudo do efeito fotoelétrico demonstraram que a emissão eletrônica cresce com a intensidade da radiação que incide sobre a superfície metálica, uma vez que mais energia está disponível para a liberação de elétrons. Contudo há uma freqüência mínima - que dependeda substância - abaixo da qual não há emissão. Alcançado, porém, esse valor mínimo, a probabilidade de ocorrer o efeito fotoelétrico diminui à medida que cresce a freqüência.

2. Revisão Teórica

Em 1916 Millikan publicou um artigo onde demonstrava o efeito fotoelétrico. O experimento consistia em duas placas metálicas (eletrodos) separadas fisicamente e com uma diferença de potencial (V)ajustável aplicada em seus terminais, os eletrodos são separados do ambiente externo por um invólucro de vidro onde existe uma janela onde incidia luz difratada oriunda de uma fonte externa de intensidade controlável sobre uma das placas; um galvanômetro é colocado em série com o circuito para medir a intensidade da corrente que circula no circuito.
Os aspectos evidenciados no experimento de Millikanque não podem ser explicadas pela teoria ondulatória clássica são: 1) A energia cinética máxima dos elétrons emitidos pela superfície de um metal por ação de luz monocromática é independente da intensidade da luz, porém a energia dos fotoelétrons depende da freqüência da radiação incidente. 2) Existe uma
freqüência de corte para a radiação eletromagnética, abaixo da qual não ocorre efeitofotoelétrico, e esta freqüência de corte depende do material que constitui a superfície emissora. 3) Não é possível detectar experimentalmente nenhum atraso entre o instante em que a luz começa a incidir sobre a superfície e o início da emissão de fotoelétrons. Em 1905, Einstein propôs que a radiação eletromagnética é composta de pacotes de energia ou fótons. A energia E de cada fóton é proporcional àfreqüência.
E = h.f

Quando um fóton incide sobre uma superfície metálica, sua energia pode ser totalmente absorvida por um elétron, que eventualmente pode ser ejetado do metal com uma energia cinética que corresponde à energia do fóton menos o trabalho necessário para extrair um elétron do metal (denominado função trabalho do metal).
Kmáx = h.f - Wo

Podemos perceber agora o motivo daenergia máxima dos elétrons ejetados ser independente da intensidade da fonte, já que ao aumentar a intensidade da fonte, aumentamos o número de fótons incidentes sobre o metal em um intervalo de tempo. Temos então que devido a este número maior de fótons, um número maior de elétrons é retirado do metal, aumentando conseqüentemente a corrente fotoelétrica, porém os elétrons continuam com a mesmaenergia. Se, entretanto a freqüência da radiação for menor do que o trabalho então nenhum elétron terá energia suficiente para escapar do metal. Esta teoria também nos explica por quê não existe atraso na emissão de fotoelétrons, já que mesmo para intensidades baixas de luz, o número de fótons atingindo a superfície é muito grande, ejetando o elétron imediatamente. Outra previsão que vem com esta teoriaé a de uma relação linear entre a energia máxima de fotoelétrons e a freqüência da radiação incidente. O gráfico de Kmax vs. f deve ser uma reta de equação:

V = h.v - Wo
Onde v é a frequência mínima a partir da qual se observa o efeito fotoelétrico e cuja inclinação da reta é a constante de Planck (h).
A difração por outro lado é um fenômeno que não pode ser explicado pela teoria...
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