Física - Efeito Fotoelétrico

1. EFEITO FOTOELÉTRICO
Maria Inês Castilho

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 V0. 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 10-34 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)
 E0  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