Física Moderna I

Física Moderna I Prof. Ubirajara Nevesprofessorbira.com

1terça-feira, 21 de agosto de 12

A síntese entre o eletromagnetismo e a luzFísica Moderna I

2terça-feira, 21 de agosto de 12

Uma carga elétrica em repouso gera,ao seu redor, um campo elétrico.

3terça-feira, 21 de agosto de 12

André-Marie Ampère (1775-1836)

A corrente elétrica geraum campo magnético.

4terça-feira, 21 de agosto de 12

Michael Faraday(1791-1867)

Um campo magnéticovariável induz

uma força eletromotriz.

5terça-feira, 21 de agosto de 12

James Clerk Maxwell(1831-1879)

Um campo elétricovariável induz um

campo magnético, eum campo magnético

variável induz umcampo elétrico.

6terça-feira, 21 de agosto de 12

James Clerk Maxwell(1831-1879)

Campos variáveispropagam-se peloespaço como uma

onda eletromagnética.

7terça-feira, 21 de agosto de 12

Heinrich Hertz(1857-1894)

Obteve em laboratório asondas eletromagnéticasprevistas por Maxwell.

Reforçou a hipóteseda natureza eletromagnética

da luz.

8terça-feira, 21 de agosto de 12

““A luz necessita de um meio para se propagar:

o éter.

Imaginemos que todo o universo esteja preenchidopor éter, cuja única propriedade é o

repouso absoluto.

James Clerk Maxwell

9terça-feira, 21 de agosto de 12

A constante de PlanckFísica Moderna I

10terça-feira, 21 de agosto de 12

Final do século XIX:“A Física já desvendou todos os mistérios da natureza.”

11terça-feira, 21 de agosto de 12

Max Planck(1858-1947)

Constante de PlanckElo entre a Física

Clássica e a FísicaModerna

12terça-feira, 21 de agosto de 12

Corpo negro:absorvente ideal (e emissor ideal) de calor.

13terça-feira, 21 de agosto de 12

A radiação do corpo negro está relacionadacom sua temperatura.

(séc. XIX)

14terça-feira, 21 de agosto de 12

A frequência é proporcional à quartapotência de sua temperatura.

15terça-feira, 21 de agosto de 12

Catástrofe do ultravioleta

16terça-feira, 21 de agosto de 12

A energia emitida por um corpo negroé proporcional a sua frequência.

17terça-feira, 21 de agosto de 12

18terça-feira, 21 de agosto de 12

A energia só pode ser irradiada ou absorvidaem quantidades múltiplas de hf.

19terça-feira, 21 de agosto de 12

“Qualquer ente físico com grau de liberdadecuja coordenada executa oscilações

harmônicas simples pode possuir apenasenergias totais que satisfaçam à relação

Princípio de

Equipartição deEnergia

20terça-feira, 21 de agosto de 12

Seja um pêndulo de massa 10g preso a um fio levede comprimento 10cm e oscilando com pequena

amplitude. Determine o valor das quantidades de energia em que a energia desse pêndulo varia.

21terça-feira, 21 de agosto de 12

Resolução na Lousa

22terça-feira, 21 de agosto de 12

O efeito fotoelétricoFísica Moderna I

23terça-feira, 21 de agosto de 12

Luz incidente

Elétron arrancado

Placa metálica

24terça-feira, 21 de agosto de 12

A energia cinética dos elétrons ao saltarem da placa é dada pela diferença entre a energia da radiação incidente (E) e a

função trabalho (W).

Função trabalho (W) é a energia necessária para fazer o elétron

saltar da placa.

25terça-feira, 21 de agosto de 12

26terça-feira, 21 de agosto de 12

Disponível em http://www.youtube.com/watch?v=WO38qVDGgqw

27terça-feira, 21 de agosto de 12

http://b-nev.es/PdLWhj

28terça-feira, 21 de agosto de 12

Disponível em http://www.youtube.com/watch?v=xlL_siyQtJI

29terça-feira, 21 de agosto de 12

Fotocélula

30terça-feira, 21 de agosto de 12

Células fotovoltaicas

31terça-feira, 21 de agosto de 12

(UNICAMP) O efeito fotoelétrico, cuja descrição por Albert Einstein está completando 100 anos em 2005, consiste na emissão de 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. O valor da

energia de cada fóton é dado por Efóton = h⋅f, em queh = 4,0 ×10–15eV⋅s é chamada constante de Planck e f é a

frequência da luz incidente.

32terça-feira, 21 de agosto de 12

Um elétron só é emitido do interior de um metal se a energia do fóton absorvida for maior que uma energia mínima. Para os elétrons mais fracamente ligados ao

metal, essa energia mínima é chamada de função trabalho W e varia de metal para metal (ver tabela a seguir).

Considere c = 300 000km/s.

Metal W (eV)

césio 2,1

potássio 2,3

sódio 2,8

33terça-feira, 21 de agosto de 12

(a) Calcule a energia do fóton (em eV), quando o comprimento de onda da luz incidente for 5 ×10–7m.

Resolução na Lousa

34terça-feira, 21 de agosto de 12

(b) A luz de 5 ×10–7m é capaz de arrancar elétrons de quais dos metais apresentados na tabela?

Metal W (eV)

césio 2,1

potássio 2,3

sódio 2,8

35terça-feira, 21 de agosto de 12

(c) Qual será a energia cinética de elétrons emitidos pelo potássio, se o comprimento de onda da luz incidente for

3 ×10–7m? Considere os elétrons mais fracamente ligados do potássio e que a diferença entre a energia do fóton

absorvido e a função trabalho W é inteiramente convertida em energia cinética.

Resolução na Lousa

36terça-feira, 21 de agosto de 12

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37terça-feira, 21 de agosto de 12