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Efeito Fotoelétrico FÍSICA MODERNA MENU DE NAVEGAÇÃO Clique em um item abaixo para iniciar a apresentação Aplicação Prática Energia e Quantidade de Movimento.

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1 Efeito Fotoelétrico FÍSICA MODERNA MENU DE NAVEGAÇÃO Clique em um item abaixo para iniciar a apresentação Aplicação Prática Energia e Quantidade de Movimento de um Fóton Natureza Dual da Luz Modelo Atômico de Bohr RADIOATVIDADE Célula Fotoelétrica Átomo de Hidrogênio Energia Absorvida ou Emitida

2 Certos metais, ao sofrerem a incidência de um feixe luminoso originam a emissão de elétrons. Placa metálica EFEITO FOTOELÉTRICO Luz incidente © elétron e e e e e e e e e e e e

3 Luz Efeito Fotoelétrico freqüência mínima Para cada material existe uma freqüência mínima de luz, chamada freqüência limiar para que os elétrons sejam arrancados. fóton © f1E1I1f1E1I1 f2E2I2f2E2I2 f 1 < f 2 E 1 < E 2 I 1 = I 2 E FÓTON = 30 J E (W) = 20 J E ELÉTRON = 10 J O elétron não foi arrancado. Para se poder arrancar um elétron do metal é necessário realizar o trabalho de arranque W. Portanto, a energia de um quantum deve ser superior a este trabalho. Para se poder arrancar um elétron do metal é necessário realizar o trabalho de arranque W. Portanto, a energia de um quantum deve ser superior a este trabalho. E F E = 30 J E = 10 J

4 Efeito Fotoelétrico energiafreqüência A energia dos elétrons é diretamente proporcional a freqüência da luz incidente, não dependendo da intensidade da mesma. © f2E2I2f2E2I2 E FÓTON = 30 J E (W) = 20 J E ELÉTRON = 10 J f3E3I3f3E3I3 E FÓTON = 50 J E (W) = 20 J E ELÉTRON = 30 J © f 2 < f 3 E 2 < E 3 I 2 = I 3

5 Efeito Fotoelétrico número de elétronsintensidade O número de elétrons arrancados depende da intensidade da luz incidente, não dependendo da energia ou freqüência da mesma. f3E3I3f3E3I3 © E FÓTON = 50 J E (W) = 20 J E ELÉTRON = 30 J ©©© f 3 = f 4 E 3 = E 4 I 3 < I 4 f4E4I4f4E4I4 OBS.: f E ELÉTRONS f I n o ELÉTRONS I

6 Aplicação prática do Efeito Fotoelétrico CÉLULA FOTOELÉTRICA É um dispositivo que transforma energia luminosa em energia elétrica. ©©© +++ i +++

7 Aplicação prática do Efeito Fotoelétrico RELÉ FOTOELÉTRICO V V = 110 V NOITE V V = 110 V DIA O efeito fotoelétrico mostra o caráter corpuscular da luz.

8 Energia e Quantidade de Movimento de um Fóton Marx Planck fóton De acordo com Marx Planck, físico que formulou a teoria quântica, cada fóton (quantum) transporta energia proporcional a freqüência da onda. E = h x f h = constante de Plank E = m x c 2 EQUAÇÃO DE EINSTEIN c = velocidade da luz no vácuo m = massa c = 3 x 10 8 m/s h = 6,6 x m. c 2 = h. f m. c 2 = h. f m. c. c = h. f Q. c = h. f Q. c = h. f Q = h. f c. f. f Q = h

9 Energia e Quantidade de Movimento de um Fóton m. c 2 = h. f m. c 2 = h. f m. c. c = h. f Q. c = h. F Q. c = h. F Q = h. f c. f. f Q = h Q = quantidade de movimento ou momento linear. IMPORTANTE ! Q E f Q f E 1 Q 1

10 NATUREZA DUAL DA LUZ DUALIDADE DE ONDA - PARTÍCULA Em determinados fenômenos a luz se compara como se tivesse natureza ondulatória e em outros, natureza de partícula e daí incidir na superfície de um metal, provocando a emissão de fotoelétrons. Modernamente as teorias físicas propõem para a luz tanto natureza ondulatória (onda eletromagnética) quanto a natureza corpuscular (fóton).

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12 M ODELO ATÔMICO de BOHR Os elétrons descrevem ao redor do núcleo órbitas circulares com energia fixa, são as chamadas órbitas estacionárias. Nas órbitas estacionárias os elétrons não emitem energia. Quando um elétron recebe energia ele muda de órbita, afastando-se do núcleo. Na volta à órbita original, essa energia é devolvida ao meio

13 ÁTOMO DE HIDROGÊNIO E = - 13,6 eV E = - 3,4 eV E = - 1,5 eV E = - 0,7 eV Núcleo H 1 H 1,00 Hidrogênio H 1 H 1,00 Hidrogênio Órbitas Estacionárias n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 1 eV = 1,6 x j e Energia fixa das órbitas e e e e e Nas órbitas estacionárias os elétrons não emitem energia. e Afastando-se do núcleo o elétron absorve energia (recebe) ABSORVEenergia e e e e e e e e e e e Voltando à órbita original o élétron emite energia EMITEenergia

14 ENERGIA ABSORVIDA OU EMITIDA E = - 13,6 eV E = - 3,4 eV E = - 1,5 eV E = - 0,7 eV Núcleo H 1 H 1,00 Hidrogênio H 1 H 1,00 Hidrogênio n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 e e e e e e e e e e eEMITEenergia E Emitida = E Final - E Inicial E = - () E = - 1,5 - (- 0,7) E = - 1,5 + 0,7 E = - 0,8 eV E Recebida = E Final - E Inicial E = - () E = - 3,4 - (-13,6) E = - 3,4 + 13,6 E = + 10,2 eV ABSORVEenergia e


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