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

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

O elétron não foi arrancado. Efeito Fotoelétrico  Para cada material existe uma freqüência mínima de luz, chamada freqüência limiar para que os elétrons sejam arrancados. E = 30 J © Luz E E = 10 J 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. fóton f2 E2 I2 f1 E1 I1 F f1 < f2 E1 < E2 I1 = I2 EFÓTON = 30 J E (W) = 20 J EELÉTRON= 10 J O elétron não foi arrancado.

Efeito Fotoelétrico © © f2 f3 E2 E3 I2 I3 f2 < f3 E2 < E3  A energia dos elétrons é diretamente proporcional a freqüência da luz incidente, não dependendo da intensidade da mesma. © f2 E2 I2 EFÓTON = 30 J E (W) = 20 J EELÉTRON= 10 J © f3 E3 I3 f2 < f3 E2 < E3 I2 = I3 EFÓTON = 50 J E (W) = 20 J EELÉTRON= 30 J

Efeito Fotoelétrico © © © © f3 E3 I3 f4 E4 I4 f3 = f4 E3 = E4  O número de elétrons arrancados depende da intensidade da luz incidente, não dependendo da energia ou freqüência da mesma. f3 E3 I3 © EFÓTON = 50 J E (W) = 20 J EELÉTRON= 30 J © © © f4 E4 I4 f3 = f4 E3 = E4 I3 < I4 OBS.: E ELÉTRONS  f no ELÉTRONS  I

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

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

Energia e Quantidade de Movimento de um 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 h = 6,6 x 10-34 EQUAÇÃO DE EINSTEIN m = massa c = 3 x 108 m/s c = velocidade da luz no vácuo E = m x c2 m . c2 = h . f m . c . c = h . f Q . c = h . f Q = h . f c Q = h . f  . f Q = h 

Energia e Quantidade de Movimento de um Fóton m . c2 = h . f m . c . c = h . f Q . c = h . F Q = h . f c  . f Q = h  IMPORTANTE ! Q  E  1  E  f Q  1  Q  f Q = quantidade de movimento ou momento linear.

NATUREZA DUAL DA LUZ DUALIDADE DE ONDA - PARTÍCULA Modernamente as teorias físicas propõem para a luz tanto natureza ondulatória (onda eletromagnética) quanto a natureza corpuscular (fóton). 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.

MODELO ATÔMICO de BOHR Os elétrons descrevem ao redor do núcleo órbitas circulares com energia fixa, são as chamadas órbitas estacionárias. 1 2 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. 3

Energia fixa das órbitas ÁTOMO DE HIDROGÊNIO 1H1,00 Hidrogênio n = 4 e Afastando-se do núcleo o elétron absorve energia (recebe) Órbitas Estacionárias e e e n = 3 e EMITE energia E = - 0,7 eV e e e e Energia fixa das órbitas e n = 2 E = - 1,5 eV Nas órbitas estacionárias os elétrons não emitem energia. e e e Voltando à órbita original o élétron emite energia e e e E = - 3,4 eV ABSORVE energia e n = 1 e E = - 13,6 eV Núcleo 1 eV = 1,6 x 10-19 j

ENERGIA ABSORVIDA OU EMITIDA 1H1,00 Hidrogênio EEmitida = EFinal - EInicial n = 4 E = - 1,5 - (- 0,7) E = - 1,5 + 0,7 E = - 0,8 eV e EMITE energia e e E = - 0,7 eV n = 3 e e E = - 1,5 eV n = 2 ERecebida = EFinal - EInicial e e e e E = - 3,4 - (-13,6) E = - 3,4 + 13,6 E = + 10,2 eV e E = - 3,4 eV n = 1 e e ABSORVE energia E = - 13,6 eV Núcleo