Os problemas da Física no final do século XIX:

Velocidade da luz incidente na Terra

Radiação de Corpo Negro

Interação da Radiação com a Matéria Efeito Fotoelétrico

A Antiga Teoria Quântica: Tópicos de Física Moderna

1905 – Efeito Fotoelétrico

Albert Einstein

Entendendo os Conceitos

FOTO Relativo aos fótons

ELÉTRICO Refere-se aos elétrons presentes em toda matéria

O que é o fóton?

Einstein propôs que a Radiação Luminosa (energia) está quantizada em pacotes concentrados, que mais tarde vieram a ser chamados fótons.

• Se propaga com velocidade C.

• Interage como partícula.

• Possui a menor quantidade de energia existente. IMAGEM ILUSTRATIVA

O “quantum” de energia

Einstein supôs que a energia E do pacote, ou fóton, está relacionada com sua frequência f pela equação:

h = constante de Planck = 6,626.10-34 J.s

f = frequência da radiação

Ele supôs também que no processo fotoelétrico um fóton é completamente absorvido por um elétron no fotocatodo.

Propriedades da Radiação

Durante a propagação da luz observamos suas propriedades ondulatórias.

Enquanto que na interação com a matéria ela age como partícula.

Verifica-se com isso o dualismo nas propriedades da luz.

IMAGEM ILUSTRATIVA

Efeito Fotoelétrico: a interação da radiação com a matéria

O que é?

Chama-se efeito fotoelétrico a emissão de elétrons de uma superfície metálica, devido à incidência de luz sobre essa superfície.

Como funciona?

O efeito fotoelétrico ocorre quando fótons incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica.

Quantização da Energia(Implicações)

Uma onda eletromagnética (luz) é composta por pacotes, tendo estes energia

Número de fótons é proporcional a intensidade.

A energia do fóton é proporcional a frequência.

Emissão de Elétrons(Características)

Os elétrons são ejetados para fora do material, com a energia absorvida da radiação.

A energia potencial do elétron é proporcional a frequência.

A quantidade de elétrons é proporcional a intensidade.

Problemas com a Física Clássica

1) O aumento da intensidade da radiação incidente deveria resultar no aumento do potencial limite.

2) O efeito fotoelétrico deveria ocorrer para qualquer frequência, dependendo apenas da intensidade da radiação incidente.

3) Deveria existir um intervalo de tempo mensurável entre a absorção da energia do fóton e a emissão do elétron.

Considerações

1) A energia cinética de cada elétron não depende da intensidade da luz. Isto significa que dobrando a intensidade da luz teremos mais elétrons ejetados, mas as velocidades não serão modificadas.

2) Quando a energia cinética de um elétron for igual a zero significa que o elétron adquiriu energia suficiente apenas para ser arrancado do metal.

3) A ausência de um lapso de tempo entre a incidência da radiação e a ejeção do fotoelétron.

Lâmpada com sensor

Torneiras

Portas Automáticas

AplicaçõesTecnológicas

Gerador Solar

Vantagens

A quase total ausência de poluição para o ambiente, faz desta energia uma das mais promissoras fontes de energias renováveis.

Desvantagens

O seu baixo rendimento em conversão da energia solar em energia elétrica como também os elevados custos de produção de painéis são as principais desvantagens desta fonte de energia.