Efeito FotoelétricoEfeito Fotoelétrico

“É a emissão de elétrons de uma superfície, devida a incidência de luz

sobre essa superfície”

Descrevendo o efeito fotoelétrico

Descrevendo o efeito fotoelétrico

Quais “grandezas” interferem no efeito fotoelétrico?

Quais “grandezas” interferem no efeito fotoelétrico?

Verdadeiro ou Falso

( ) a energia dos elétrons arrancados deveria aumentar com a intensidade da radiação utilizada.

( ) o efeito deveria ocorrer para qualquer freqüência da radiação.

( ) um elétron seria liberado apenas quando tiver acumulado a energia suficiente para vencer a sua ligação no material.

RespostasRespostas

( ) a energia dos elétrons arrancados deveria aumentar com a intensidade da radiação utilizada.

É falsa pois...

A energia cinética dos elétrons ejetados não depende da intensidade da luz incidente. A intensidade vai liberar apenas mais elétrons.

RespostasRespostas

( ) o efeito deveria ocorrer para qualquer freqüência da radiação.

É falsa pois...

Existe uma “frequência de corte” (frequência mínima) para a luz incidente, abaixo da qual o efeito deixa de ocorrer.

RespostasRespostas

( ) um elétron seria liberado apenas quando tiver acumulado a energia suficiente para vencer a sua ligação no material.

É falsa pois...

Não há atraso na liberação de elétrons

Todas as concepções apresentadas anteriormente estão fundamentadas em uma

teoria ondulatória da luz.

Lembre-se que uma onda possui:

Comprimento de onda, frequência e período.

E pode sofrer:

Reflexão, refração, difração e interferência.

Há algo de errado...Há algo de errado...

Mas antes de encontrarmos respostas satisfatórias, vamos olhar a natureza.

A luz pode ter um comportamento...

CORPUSCULAR!

Fenômenos Físicos

Comportamento Ondulatório

Comportamento Corpuscular (Partículas)!

Perguntinhas básicasPerguntinhas básicas

• Quais foram as contribuições de Hertz, Planck e Einstein para a compreensão do efeito fotoelétrico?

• Em que as suas contribuições se aproximam? Existe alguma divergência entre elas?

P.S.: (para animar todas vocês) Entregar para o professor em folhinha separada até 03/10/2011.

Para terminar... Uma aplicação efeito fotoelétrico!Para terminar... Uma aplicação efeito fotoelétrico!

A luz em caráter corpuscularA luz em caráter corpuscular

• Luz como onda: emissão contínua de radiação

• Luz como partícula: emissão descontínua de radiação.

Pacotes de Energia

Efeito Fotoelétrico: Um olhar de Albert Einstein

Efeito Fotoelétrico: Um olhar de Albert Einstein

• Explicação de Einstein: a energia da onda que incide sobre o metal é quantizada, em unidades de hf.

• Einstein postulou que a energia cinética do elétron ejetado do metal era igual à diferença entre a energia do fóton, hf e a profundidade do poço de potencial W:

K = hf − W

Pacotes de energiaPacotes de energia

1 quantum de energia (1 pacote de energia)

hf

quanta de energia (vários pacotes de energia)

nhf

Em que n é o número de quantum de energia, f a frequência e h é a constante de Planck que vale:

h = 6, 626 × 10−34Js

Pacotes de energiaPacotes de energia

1 quantum de energia (1 pacote de energia)

hf

quanta de energia (vários pacotes de energia)

nhf

Em que n é o número de quantum de energia, f a frequência e h é a constante de Planck que vale:

h = 6, 626 × 10−34Js

O tal “poço de profundidade de potencial”

O tal “poço de profundidade de potencial”

Essa denominação vem do fato de que o metal atrai o elétron para si. Na superfície do metal a atração não é tão forte, e a luz que incide sobre ele fornece energia suficiente para o elétron “escapar” do poço.

Só que não se trata aqui de um poço comum, mas do que os físicos chamam de um poço de potencial (nós também vivemos dentro de um poço de potencial; o poço de potencial gravitacional gerado pela massa da Terra!).

Saltos QuânticosSaltos Quânticos

• Se um elétron pode ganhar energia ao absorver um fóton, como ocorre no efeito foto-elétrico, ele pode também perder energia emitindo fótons.

• Quando um fóton colide com outro átomo, esse átomo pode absorver a energia do fóton promovendo o elétron para um nível de energia mais alto.

• Para isto acontecer, a energia do fóton tem que combinar com a diferença de energia entre as duas posições do elétron.

• Caso contrário, o fóton não pode deslocar elétrons entre os orbitais.

• Os elétrons ocupam diferentes níveis de energia diferentes ou orbitais, ao redor do núcleo do átomo.

• Quando um elétron passa para orbital menor precisa liberar energia, e ela é liberada na forma de um fóton.

• A energia do fóton depende do quanto o elétron decaiu entre os orbitais.