Interacção radiação matéria.

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1 Interacção radiação matéria.
Que descoberta, interpretação científica de um fenómeno observado ou teoria, levou Einstein a receber um prémio Nobel da Física em 1921? O prémio foi-lhe atribuído pela interpretação do Efeito fotoeléctrico.

2 Quando se propaga, a luz comporta-se como uma onda electromagnética, mas ...
... quando interage com a matéria, comporta-se como um feixe de partículas... ... os fotões

3 Os cientistas já sabiam que:
quando uma radiação de determinada energia incide sobre certos materiais, especialmente metais, provoca a ejecção de electrões criando uma corrente eléctrica (quando em circuito fechado).

4 Einstein interpretou este fenómeno como resultado do choque de partículas de luz (fotões) com os electrões do material. Para cada metal a energia da radiação capaz de lhe arrancar um electrão, deve ter um valor mínimo característico desse metal.

5 Se a radiação tiver uma energia inferior ao valor mínimo, não se verifica a ejecção de electrões.

6 Se a radiação tiver uma energia superior ao valor mínimo os electrões serão ejectados com energia cinética. Energia da radiação incidente = Energia de remoção do electrão + Energia cinética do electrão ejectado Ei = Er Ec O valor da energia cinética será tanto maior quanto maior for a energia da radiação incidente.

7 O número de electrões ejectados depende apenas da intensidade da radiação incidente.
Radiação menos intensa  menor número de fotões  menor número de electrões ejectados. Radiação mais intensa  maior número de fotões  maior número de electrões ejectados.

8 O efeito fotoeléctrico é mais pronunciado nos metais alcalinos e alcalino terrosos porque as energias de remoção são menores sendo a radiação incidente na gama da luz vísivel. Para outros metais será necessário radiação incidente na gama dos ultravioletas. O efeito fotoeléctrico foi estudado por Philip Lenard e por Einstein que observaram: O efeito fotoeléctrico é instantâneo; O nº de fotoelectrões emitidos é directamente proporcional ao nº de fotões da radiação incidente, isto é, com a intensidade da radiação incidente; Só há emissão de electrões se a energia do fotão é superior à energia de remoção característica de cada metal; A energia cinética dos fotoelectrões só depende da energia dos fotões da radiação incidente e não da intensidade do feixe incidente.

9 APLICAÇÕES DO EFEITO FOTOELÉCTRICO

10 Células Fotoeléctricas
O principal componente de uma célula é um cátodo fotossensível (pólo negativo) que ejecta electrões quando sobre ele incide radiação de energia suficiente; os electrões movem-se do ânodo (pólo positivo) e originam uma corrente eléctrica num circuito fechado.

11 Utilizações: câmara de vídeo, máquinas de calcular sem bateria, detectores de fumos e de movimentos ou portas automáticas. Ver exemplos pag.77