Efeito Fotoelétrico

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Estamos trazendo agora a segunda parte da oficina sobre os fenômenos físicos que marcaram o nascimento da Física Moderna e que foram discutidos nas escolas André Avelino e Liceu Cuiabano. O tema dessa segunda parte é o Efeito Fotoelétrico, trabalho realizado pelo físico mais famoso de sua época, e considerado ainda hoje um dos maiores da história, chamado Albert
Einstein.
O Efeito Fotoelétrico é fundamentalmente um fenômeno de Interação da Radiação com a matéria. Isso significa dizer que a radiação, que é energia, entra em contato com a matéria, no caso metais, fazendo com que ocorram efeitos decorrentes desse contato. De um modo geral chama-se efeito fotoelétrico a emissão de elétrons de uma superfície metálica, devido à incidência de luz sobre essa superfície.

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Efeito Fotoelétrico

  1. 1. Física Contemporânea<br />
  2. 2. <ul><li> Os problemas da Física no final do século XIX:
  3. 3. Velocidade da luz incidente na Terra
  4. 4. Radiação de Corpo Negro
  5. 5. Interação da Radiação com a Matéria
  6. 6. Efeito Fotoelétrico</li></li></ul><li>A Antiga Teoria Quântica: Tópicos de Física Moderna<br />Albert Einstein<br /><ul><li> 1905 – Efeito Fotoelétrico</li></li></ul><li>Entendendo os Conceitos<br />ELÉTRICO  Refere-se aos elétrons presentes em toda<br /> matéria<br />FOTO  Relativo aos fótons<br /><ul><li> O que é o fóton?</li></ul>Einstein propôs que a Radiação Luminosa (energia) está quantizada em pacotes concentrados, que mais tarde vieram a ser chamados fótons.<br /><ul><li> Se propaga com velocidade C.
  7. 7. Interage como partícula.
  8. 8. Possui a menor quantidade de energia existente.</li></ul>IMAGEM ILUSTRATIVA<br />
  9. 9. O “quantum” de energia<br /><ul><li> Einstein supôs que a energia E do pacote, ou fóton, está relacionada com sua frequência f pela equação:</li></ul>h = constante de Planck = 6,626.10-34 J.s<br />f = frequência da radiação<br /><ul><li> Ele supôs também que no processo fotoelétrico um fóton é completamente absorvido por um elétron no fotocatodo.</li></li></ul><li>Propriedades da Radiação<br /><ul><li> Durante a propagação da luz observamos suas propriedades ondulatórias.
  10. 10. Enquanto que na interação com a matéria ela age como partícula.</li></ul>IMAGEM ILUSTRATIVA<br />Verifica-se com isso o dualismo nas propriedades da luz.<br />
  11. 11. Efeito Fotoelétrico: a interação da radiação com a matéria<br />O que é?<br />Chama-se efeito fotoelétrico a emissão de elétrons de uma superfície metálica, devido à incidência de luz sobre essa superfície.<br />
  12. 12. Como funciona?<br />O efeito fotoelétrico ocorre quando fótons incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica.<br />
  13. 13. Quantização da Energia<br />(Implicações)<br />Uma onda eletromagnética (luz) é composta por pacotes, tendo estes energia<br />A energia do fóton é proporcional a frequência.<br />Número de fótons é proporcional a intensidade.<br />
  14. 14. Emissão de Elétrons<br />(Características)<br />Os elétrons são ejetados para fora do material, com a energia absorvida da radiação.<br />A energia potencial do elétron é proporcional a frequência.<br />A quantidade de elétrons é proporcional a intensidade.<br />
  15. 15. Problemas com a Física Clássica<br />O aumento da intensidade da radiação incidente deveria resultar no aumento do potencial limite.<br />O efeito fotoelétrico deveria ocorrer para qualquer frequência, dependendo apenas da intensidade da radiação incidente.<br />Deveria existir um intervalo de tempo mensurável entre a absorção da energia do fóton e a emissão do elétron.<br />
  16. 16. Considerações<br />A energia cinética de cada elétron não depende da intensidade da luz. Isto significa que dobrando a intensidade da luz teremos mais elétrons ejetados, mas as velocidades não serão modificadas.<br />Quando a energia cinética de um elétron for igual a zero significa que o elétron adquiriu energia suficiente apenas para ser arrancado do metal.<br />A ausência de um lapso de tempo entre a incidência da radiação e a ejeção do fotoelétron.<br />
  17. 17.
  18. 18. Aplicações<br />Tecnológicas<br />Portas Automáticas<br />Torneiras<br />Lâmpada com sensor<br />
  19. 19. Gerador Solar<br />Vantagens<br /> A quase total ausência de poluição para o ambiente, faz desta energia uma das mais promissoras fontes de energias renováveis.<br />Desvantagens<br /> O seu baixo rendimento em conversão da energia solar em energia elétrica como também os elevados custos de produção de painéis são as principais desvantagens desta fonte de energia.<br />

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