- RELATRIO EFEITO FOTOELTRICO

Jefferson Brito Las Pmela Leidiane Santos Pmela Oliveira

Camaari Bahia 2012

Jefferson Brito, Las Pmela, Leidiane Santos e Pmela Oliveira

- RELATRIO EFEITO FOTOELTRICO

Relatrio do experimento Efeito Fotoeltrico apresentado disciplina de Fsica, curso Tecnologia da Informao, Instituto Federal da Bahia IFBA. Professor: Dielson

Camaari Bahia 20122

Sumrio

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Desenvolvimento1. O que , afinal, o Efeito Fotoeltrico? No final do sculo XIX o estudo sobre a natureza da luz deu um passo muito importante no seu desenvolvimento quando H. Hertz descobriu um fenmeno, conhecido atualmente como Efeito Fotoeltrico ou Efeito Fotoemissivo. O Efeito Fotoeltrico a emisso de eltrons de um material com a incidncia da luz. Geralmente o material metlico, pois neles, os eltrons so fracamente ligados, ou seja, se movem facilmente na rede cristalina.

2. Montagem Experimental: Para observar esse experimento usa-se um fototubo. Quando a luz incide em uma placa metlica (direita), localizada dentro um sistema evacuado, faz com que os eltrons dessa placa sejam ejetados. Do lado esquerdo existe outra placa com maior energia potencial eltrica que absorve os eltrons da primeira placa para que se possa medir a corrente fotoeltrica. Aps a realizao desse experimento, os estudiosos perceberam que o efeito possui uma discordncia com a teoria clssica. a) O efeito deveria ocorrer para qualquer freqncia de luz. Porm, o experimento mostra que dependendo da placa metlica que esteja sendo usada, o efeito s ser obtido quando a freqncia maior ou igual a um valor mnimo, denominado freqncia de corte (fc). Por exemplo, sdio ou potssio o valor de fc est na luz visvel. Entretanto, existem outros metais em que o valor de f c est na regio do ultravioleta (vide espectro de luz) b) A energia dos eltrons arrancados deveria aumentar com a intensidade da radiao utilizada. c) Segundo a Teoria Clssica, os eltrons seriam liberados quando tivessem acumulado energia suficiente para vencer as suas ligaes, isso poderia levar horas, dias ou mesmo meses, porm assim que a luz incide os eltrons so arrancados imediatamente.

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3. Clculos matemticos: Albert Einstein, motivado pelo trabalho de Planck, introduziu a idia da quantizao da radiao. Para ele a luz no tinha comportamento ondulatrio, mas como pacotes de energia, que ele chamou de quantum (ou ftons). Cada eltron absorver somente um fton. Se a energia desse fton for menor do que a necessria para extrair o eltron, este no ser ejetado, ainda que a radiao fique incidindo sobre a placa por mais tempo. Sendo E a energia do fton, Ec a energia cintica adquirida pelo eltron e W o trabalho realizado para ejetar o eltron, temos: E = Ec + W (I) Cada fton possui uma energia relacionada com a freqncia da radiao dado por: E= A velocidade do eltron ejetado muito menor que a da luz, portanto a sua energia cintica pode ser calculada pela frmula clssica: Ec = Substituindo a energia do fton e a energia cintica na equao (I) temos:

O trabalho W realizado para ejetar o eltron vai depender da camada em que ele se encontra. Os que esto nas camadas mais prximas so ejetados mais facilmente do que aqueles que esto nas camadas mais distantes. O trabalho inversamente proporcional energia cintica, portanto quanto maior for o trabalho necessrio para ejetar o eltron, menor ser a sua energia cintica. O trabalho mnimo necessrio para ejetar um eltron denominado de funo trabalho e ser representado por W0. Portanto, a energia adquire seu valor mximo (Ecmax.): Ecmax + W0 (II) Caso a frequencia for a de corte, teremos a energia cintica nula, e da equao (II) tiramos: Hfc = W0 (III)

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Para que a energia cintica atinja seu ponto mximo simples, aumentamos o potencial da placa metlica do lado esquerdo at que a corrente se anule. Nesse momento, os eltrons mais energticos no conseguem mais atingir a outra placa. Nessa situao, a diferena de potencial chamada de potencial de corte, e representada por V0. Sendo e a carga elementar, devemos ter: Ecmax = e V0 (IV) Da equao (II), tiramos: Ecmax = hf W0 (V) A partir dessa equao Einstein fez a seguinte previso: se fizermos um grfico da energia cintica mxima em funo da frequencia, devemos obter uma semi-reta de coeficiente angular h. Como h uma constante universal (constante de Planck), para todos os metais as semi-retas devem ter a mesma inclinao.

4. Simulao experimental: EXPLICAR O EXPERIMENTO E COLOCAR TODOS OS CLCULOS, COM OS GRFICOS E TUDO MAIS.

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Referencias Bibliogrficas Acessado em 26 de fevereiro de 2012. Acessado em 26 de fevereiro de 2012. < http://www.fisica.ufs.br/egsantana/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.htm> Acessado em 26 de fevereiro de 2012. < http://www.if.ufrgs.br/~betz/iq_XX_A/fotoElec/aFotoElecFrame.htm > Acessado em 26 de fevereiro de 2012.

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