Física Quântica

Trabalho realizado por: Afonso Galrito, nº1 Hugo Correia, nº 11

Rui Lopo, nº20

Índice

04

05

06

01

02

03

A Física Quântica

Efeito fotoelétrico

Diferenças entre a Física Clássica e a Física Quântica

Teoria dos fotões

Dualidade Onda-Corpúsculo para a luz

Aplicações do efeito fotoelétrico no dia a dia

07 Bibliografia

Física Quântica •  Surgiu pela impossibilidade de resolução de alguns

problemas pela Física Clássica. Corpos pequenos, com dimensões atómicas ou subatómicas, não podiam ser estudados pela mecânica newtoniana.

•  Planck e Einstein foram os grandes impulsionadores deste novo ramo.

•  As suas teorias serviram como ponta de partida para o desenvolvimento desta nova física. Max Planck (1858-1947)

Efeito fotoelétrico

A teoria de Newton não explicava certos fenómenos da luz. Huygens defendia a teoria ondulatória da luz,

segundo a qual a luz é uma onda que se propaga no espaço.

O efeito fotoelétrico consiste na emissão de eletrões da superfície de um metal, quando nele incide radiação eletromagnética de determinada frequência (normalmente luz ultravioleta).

Diferenças entre a Física Clássica e a Física Quântica Física Clássica Física Quântica

O número de eletrões é diretamente proporcional à intensidade da luz.

O número de eletrões é diretamente proporcional à intensidade da luz incidente.

O efeito fotoelétrico é assegurado pelo menos pela necessária intensidade de luz para fornecer a energia necessária para

ejetar eletrões.

A emissão da superfície de um metal só ocorre para um mínimo de frequência da

radiação, sendo independente da luz ou da duração da incidência.

É necessário acumular energia por parte dos eletrões para se libertarem do metal.

A emissão de eletrões é praticamente instantânea.

A energia cinética aumenta em função da intensidade da luz e não da frequência.

A energia cinética máxima dos eletrões emitidos não depende da luz incidente mas

sim da frequência e do metal.

—Albert Einstein

“A radiação (luz) só pode ter valores reduzidos de energia e

esta quantidade de energia está associada a uma particula de

luz (fotão).”

Teoria dos fotões, de Einstein

•  Einstein debruçou-se sobre o tema do efeito fotoelétrico em 1905 com base na teoria de Planck.

•  O efeito fotoelétrico resulta a colisão de um fotão e de um eletrão do metal.

Relação de Planck: E=hƒ E – energia do fotão h – constante de Planck Ƒ – frequência de oscilação da onda

Albert Einstein (1879-1955)

A energia mínima que é preciso ceder a um eletrão de condução

para o arrancar do metal designa-se por função trabalho do metal, W.

Teoria dos fotões, de Einstein

Dualidade onda-partícula para a luz

A luz tem um comportamento dual; comporta-se como onda e como partícula.

A luz será onda ou partículas?

Experiência de Young: ao medir a intensidade

da fonte de luz com um fotomultiplicador verificou-se que a

corrente não é contínua, aparecendo

em pulsos que são fotões.

Mas contando os pulsos e registando num gráfico em função da posição, o mesmo assemelha-se a uma onda eletromagnética..

Aplicações do efeito fotoelétrico no dia a dia

Sensores de luz solar

Sensores para abertura automática das portas

Aplicações do efeito fotoelétrico no dia a dia

Tecnologias de raio-x

Laser de Hélio-Néon

Bibliografia

●  Eu e a Física 12, Porto Editora, N. Maciel, M.Marques, J.Villate, C.Azevedo, A.Cação, A.Magalhães

●  Novo 12 F, Texto, G.Ventura, M.Fiolhais, C.Fiolhais, J.Paixão, R.Nogueira, C.Portela

●  https://estudogeral.uc.pt/bitstream/10316/12377/1/NANOTECNOLOGIA.pdf

●  https://brasilescola.uol.com.br/fisica/laser.htm

●  http://revistasentido.com/nossa-fisica-quantica-de-todo-dia/

●  http://mundoprojetado.com.br/ldr-o-que-e-e-como-funciona/

●  https://phet.colorado.edu/pt/simulation/blackbody-spectrum

Obrigado!