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segunda-feira, 26 de novembro de 2012


A Teoria



AA hipótese do quantum de luz

A imagem acima mostra um esquema da montagem do experimento que mostra o efeito fotoelétrico. Este efeito ocorre quando um único quantum de luz é absorvido pelo metal e toda sua energia é transferida para um único elétron. O mecanismo básico é ilustrado pela equação:
Onde γ representa o fóton incidente. Um aumento na intensidade irá aumentar o número de fótons que atinge o metal e com isso, o número de elétrons ejetados. Haverá uma corrente fotoelétrica mais intensa, mas a energia individual de cada elétron será a mesma. Para que mais energia seja transferida a eles por cada fóton é preciso que os fótons tenham uma maior frequência, por conta da relação dada porE=hν. Se a energia do fóton for maior que a que prende o elétron ao metal, então o elétron é liberado e o excesso de energia é liberada como a energia cinética do elétron livre. A conservação da energia nos garante que:
(1)
Onde Wo é a energia que prende o elétron à placa de metal. Digamos que para uma dada diferença de potencial entre as placas, uma certa intensidade e frequência da luz incidente temos uma corrente fotoelétrica. Se diminuirmos a tensão V entre as placas até o valor Vo em que a corrente fotoelétrica se anula, teremos uma medida direta da energia cinética máxima de um elétron ejetado:
Vo é chamado Potencial de Corte pois é a ddp capaz de fazer voltar à placa incidente o fotoelétron mais veloz e não depende da frequência ou da intensidade da luz incidente. Então substituíndo o valor da energia cinética máxima na relação entre a energia do fóton e a transferida para o elétron, temos uma previsão para o valor de Vo:
Onde a figura acima representa a relação entre Vo e ν. Veja que esta relação é linear e que a inclinação da reta é h/e, o que nos dá uma medida da constante de planck, tendo o valor da carga do elétron. Note que a figura indica que há uma frequência mínima da luz para que o efeito fotoelétrico possa ocorrer. Este valor da frequência pode ser obtido fazendo-se Vo=0, o que nos fornece:

Agora sim!

Um feixe de luz com esta frequência mínima νo, chamada frequência de corte, contém fótons com o mínimo de energia para liberar elétrons do metal com velocidade de ejeção quase nula. E luz com menor frequência que esta não consegue produzir fotoelétrons, não importa quão intensa seja a iluminação. Agora você é capaz de calcular a Função Trabalho do Sódio? Volte ao experimento virtual e confira! O valor da constante de Planck é 4,136 x 10-15 eV.s .

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