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EFEITO FOTOELÉTRICO Maria Inês Castilho MPEF Setembro 2002.

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1 EFEITO FOTOELÉTRICO Maria Inês Castilho MPEF Setembro 2002

2 Efeito Fotoelétrico Hertz, em 1887, foi quem primeiro percebeu o efeito fotoelétrico, que consiste em provocar o deslocamento de elétrons a partir da incidência de um feixe de luz.

3 Analisando a montagem: E = eletrodo negativo C = eletrodo positivo Incidindo luz em E, aparece um fluxo de carga de E para C, registrado no amperímetro.

4 Para a maioria dos metais, o comprimento de onda ( ) fica compreendido entre 200 a 300nm, mas para o potássio e o óxido de césio, fica entre 400 e 700 nm (já na região do espectro visível). Conhecido o comprimento de onda ( ), podemos determinar a freqüência (f) fazendo: f = c / onde c é a velocidade da luz Para que o elétron seja emitido, é necessário certa freqüência mínima,chamada freqüência de corte, que depende do metal emissor.

5 Potencial de corte ou de freamento, Se invertida a polaridade da ddp, observa-se que é necessário um certo valor para que a corrente caia a zero.Temos então o potencial de corte, simbolizado por V 0. Conhecido este valor podemos determinar a energia cinética máxima com que os elétrons se deslocam, pois:

6 A velocidade máxima de emissão independe da intensidade luminosa, mas depende do seu comprimento de onda. Assim, a intensidade luminosa aumenta o número de elétrons emitidos e não a energia de cada elétron.

7 E = h f Planck definiu que a radiação era emitida e absorvida em pacotes de energia, bem definidos e em quantidades discretas. Denominou estas quantidade de energia de quantum (plural = quanta) e afirmou que cada partícula localizava-se em níveis de energia quantizados ou estados quânticos, marcando com isso, o nascimento da teoria quântica. Analisando a equação E = hf a energia E de um fóton (nome dado por Einstein) é proporcional a sua freqüência multiplicada pela constante h, denominada constante de Planck, cujo valor é 6,626 x J.s

8 Na visão de Einstein, cada fóton cede toda sua energia hf a um único elétron do metal. Parte dessa energia serve para vencer a energia de ligação do elétron desligando-o do seu átomo e o restante de energia converte-se em energia cinética do fotoelétron. Aquela energia obtida pelo elétron, permitindo abandonar a superfície do metal, chama- se função trabalho, que representaremos aqui por W ou. e.Vo = h f – W Equação de Einstein

9 Algumas aplicações do Efeito Fotoelétrico O uso de células fotoelétricas ou fotocélulas é muito comum em: fotômetro, controles remotos, circuitos de segurança, acendimento automático de lâmpadas, etc.

10 EFEITO COMPTON ou Espalhamento de Compton

11 A.H. Compton, em 1924 defini o Efeito Compton Ao observar os raios X, Compton percebeu que, após atingirem a matéria, parte da radiação espalhava-se. Nessas circunstâncias, o fóton perde energia para o elétron, diminuindo sua freqüência e aumentando o seu comprimento de onda.

12 Efeito Compton

13 Considerações sobre o Efeito Compton 0 (a colisão muda o comprimento de onda) E 0 E (a energia E = hf do fóton diminui) Sendo h uma constante, se E diminui, então a freqüência f diminui. Considerando o espalhamento um processo duplo e que o fóton transporta energia e quantidade de movimento e se, alguma energia é retirada da onda, então a quantidade de movimento da onda espalhada também diminui.

14 Uma animação do Efeito Compton


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