1) O documento discute a mecânica quântica e como a luz é quantizada em pacotes de energia chamados fótons. 2) A luz pode ser absorvida ou emitida por átomos através da transferência de energia dos fótons. 3) A dualidade onda-partícula da luz é explicada através de experimentos como a dupla fenda.

1. MECÂNICA QUÂNTICA (PARTE 4)
Matéria e Radiação
Aulas: 33,34,35 e 36
Prof. Msc. Charles Guidotti
07/2014

2. Einstein usando a ideia de Planck (1900), mostrou que a energia de
um feixe de luz era concentrada em pequenos pacotes de energia,
denominados fótons.
Na absorção de um fóton A energia ℎ𝑓 do fóton é transferida da luz para o átomo.
Na emissão de um fóton A energia ℎ𝑓 do átomo é transferida para a luz.
Evento de absorção
(Aniquilação de um fóton)
Evento de emissão
(Criação de um fóton)

3. Explicação “clássica”:
Luz: onda eletromagnética
• Campo elétrico exerce uma força sobre os
elétrons: oscilação com a mesma frequência
da onda EM
• Quando a amplitude das oscilações
ultrapassar um certo valor, o elétron é
arrancado.
• Energia cinética dos elétrons deve aumentar
com o aumento da intensidade da luz.
• Energia cinética dos elétrons não deve
depender da frequência da luz.
Ao diminuir a intensidade, os elétrons seriam ejetados
com velocidade menor.

4. Ao diminuir a intensidade, os elétrons são ejetados na
mesma velocidade só que em um numero menor.
• Para qualquer intensidade, elétrons são
arrancados (não há intensidade de corte)
• Aumento na intensidade  aumento na
corrente (# de elétrons)
• Energia cinética dos elétrons depende da
frequência da luz (linearmente)
𝐸 > ∅

5. Interação fóton-matéria: transferência de
energia + transferência de momento
(colisão!!!)
Efeito Compton

7. A luz como uma onda de probabilidade
• Luz é emitida e absorvida em quantidades discretas  fóton! (F.
Quântica)
• Luz sofre difração  onda! (F. Clássica)
Dualidade onda–partícula
Para compreender melhor: Experimento da dupla fenda
Mistério da Física é o comportamento da luz

8. 1) O que é a Teoria dos Quanta de Luz?
2) Uma lâmpada ultravioleta emite luz com um
comprimento de onda de 400 nm, com uma potência de
400 W. Uma lâmpada infravermelha emite luz com um
comprimento de onda de 700 nm, também com uma
potência de 400 W. (a) Qual das duas lâmpadas emite
mais fótons por segundo? (b) Quantos fótons por
segundo emite esta lâmpada?
3) Por que a radiação de micro-ondas não pode danificar
as moléculas das células vivas como podem fazer as
radiações ultravioletas e raios X?
4) Uma luz mais brilhante ejetará mais elétrons de uma
superfície fotossensível do que uma luz mais fraca de
mesma frequência?
5) Uma luz de alta frequência ejetará um maior número de
elétrons do que uma luz de baixa frequência?

9. 6) O que é o efeito fotoelétrico? Qual é a condição para
ocorrer tal efeito?
7) De acordo com a teoria Clássica (luz como onda), qual
seria a explicação para o efeito fotoelétrico?
8) Um feixe luminoso incide na superfície de uma placa de
sódio, produzindo uma emissão fotoelétrica. Mostre que o
comprimento de onda da luz incidente pode ser dado por
𝜆 =
ℎ𝑐
𝑒𝑉0+ 𝛷
9) Se os elétrons se comportassem apenas como
partículas, que padrão você esperaria que aparecesse
sobre a tela após elétrons terem atravessado a fenda
dupla?
10) O que representa a função de onda?