O efeito fotoelétrico é a emissão de elétrons por um material, geralmente metálico,
quando exposto a uma radiação
eletromagnétics (como
a luz) de frequência suficientemente alta, que depende do
material. Ele pode ser observado quando a luz incide numa placa de metal,
literalmente arrancando elétrons da placa. Observado pela primeira vez por A.
E. Becquerelem 1839 e confirmado por Heinrich Hertz em 1887, o fenômeno é também conhecido
por "efeito Hertz", não sendo porém este termo de uso comum.
Os
elétrons que giram à volta do núcleo atômico são
aí mantidos por forças de atração. Se a estes for fornecida energia suficiente,
eles abandonarão as suas órbitas. O efeito fotoelétrico implica que,
normalmente sobre metais, se faça incidir um feixe de radiação com energia
superior à energia de remoção dos elétrons do metal, provocando a sua saída das
órbitas: sem energia cinética (se a energia da radiação for igual à energia de
remoção) ou com energia cinética, se a energia da radiação exceder a energia de
remoção do elétrons.
A
grande dúvida que se tinha a respeito do efeito fotoelétrico era que quando se
aumentava a intensidade da luz, ao contrário do esperado, a luz não arrancava os
elétrons do metal com maior energia cinética. O que acontecia era que uma maior
quantidade de elétrons era ejetado.
Por
exemplo, a luz vermelha de baixa frequência estimula os elétrons para fora de
uma peça de metal. Na visão clássica, a luz é uma onda contínua cuja energia
está espalhada sobre a onda. Todavia, quando a luz fica mais intensa, mais
elétrons são ejetados, contradizendo, assim a visão da física clássica que
sugere que os mesmos deveriam se mover mais rápido (energia cinética) do que as
ondas.
Quando
a luz incidente é de cor azul, essa mudança resulta em elétrons muito mais
rápidos. A razão é que a luz pode se comportar não apenas como ondas contínuas,
mas também como feixes discretos de energia chamados de fótons. Um fóton azul, por exemplo, contém
mais energia do que um fóton vermelho. Assim, o fóton azul age essencialmente
como uma "bola de bilhar" com mais energia, desta forma transmitindo
maior movimento a um elétron. Esta interpretação corpuscular da luz também
explica por que a maior intensidade aumenta o número de elétrons ejetados - com
mais fótons colidindo no metal, mais elétrons têm probabilidade de serem
atingidos.
A
explicação satisfatória para esse efeito foi dada em 1905, por Albert Einstein, e em 1921 deu
ao cientista alemão o prêmio Nobel de Física.
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