Este relatório descreve uma simulação do efeito fotoelétrico realizada por estudantes. Os estudantes coletaram dados sobre a energia cinética máxima de elétrons emitidos por uma placa de cálcio iluminada por diferentes comprimentos de onda de luz. Usando esses dados, eles calcularam a energia de arranque do cálcio e o valor da constante de Planck.

1. FÍSICA-
RELATÓRIO DE FÍSICA- EFEITO FOTO
ELÉTRICO
POR: Irla Caldas, Kelvin Hamilton e Nillis Nery.
• INTRODUÇÃO
No dia 17 de fevereiro foi realizada, no IFBA Campus Camaçari com a
orientação do Mestre em Física Dielson Horenfeld, uma atividade virtual simulando o
Efeito Fotoelétrico. Em seguida foi pedido o relatório da mesma. Antes de qualquer
coisa, é necessário entender alguns conceitos importantes.
Efeito Fotoelétrico
Quando ondas eletromagnéticas atingem um corpo, às vezes observamos que
elétrons são “arrancados” desse corpo. Em princípio isso pode acontecer com vários
materiais, mas é um efeito mais facilmente observável em metais. A emissão de elétrons
pela absorção de radiação é chamada de efeito fotoelétrico.
O efeito fotoelétrico pode ser observado segundo a seguinte simulação:
Simulação do Efeito Fotoelétrico

2. Na figura acima vemos que existe uma fonte de potencial variável que tornará
possível a medição da energia cinética máxima dos elétrons emitidos. Aplicando uma
diferença de potencial V entre as placas A e C freia o movimento dos fotoelétrons
emitidos. Para uma voltagem V0 determinada, o amperímetro não marca a passagem de
corrente, o que significa que nenhuns dos elétrons mais rápidos chegam a placa C.
Nesse momento, a energia potencial dos elétrons se torna igual a energia cinética.
• EXPERIMENTO
Para fazer o nosso experimento, escolhemos o material da placa metálica que
experimenta o efeito fotoelétrico, no controle de seleção titulado Cátodo de cálcio.
Introduzimos o comprimento de onda da radiação que ilumina a placa, em angstrom
(quatro cifras) tomando-a das tabelas anteriores. Selecionamos a intensidade da
radiação um número maior que zero no controle de seleção titulado Intensidade da
luz. Isso para comprovar que quanto maior seja a intensidade maior é o desvio do
amperímetro quando passa corrente pela fotocélula. Clicamos no botão titulado Fóton.
Quando não houve emissão, introduzimos um valor menor do comprimento de onda
(maior frequência). Quando houve emissão, observamos o movimento do elétron. O
campo elétrico freia o elétron e eventualmente, o faz regressar a placa metálica se sua
energia cinética não é suficiente.
Modificamos o potencial variável da bateria, colocamos outro valor no controle
de edição titulado Diferença de potencial, até conseguirmos que o elétron chegue justo a
placa oposta, o amperímetro deixa de marcar a passagem de corrente, ou começa a
marcar a passagem de corrente. Guardamos os dados. Repetimos a experiência
introduzindo um novo valor para o comprimento de onda da radiação que ilumina a
placa metálica. Quando coletamos um número suficiente de dados, nesse caso quatro,
clicamos no botão titulado Enviar para representar graficamente os dados da simulação.
Simulação do Efeito Fotoelétrico

3. • DADOS OBTIDOS
METAL: Cálcio
Comprimento de onda Potencial V0 (volt)
(angstrom)
3261 0,610
3404 0,450
3466 0,385
3611 0,241
Energia de arranque f= -3.197 (valor de b)
Constante de Planck h= 6,608X10-34
Ao fazermos todos esses procedimentos descritos no parágrafo anterior,
mandamos os dados para ser calculados e fornecer o gráfico. Tal como:
Gráfico com os resultados obtidos
Para obtermos a energia de arranque dos elétrons do metal basta observar no
gráfico o valor do parâmetro b na parte de cima da simulação, que é de -3,197. A
inclinação da reta se deu pelo valor do parâmetro a, 0,413, e mede o cociente entre as
constantes fundamentais h/e. Lembremos que a frequência estar na ordem de 1014hz.

4. Para termos o valor da constante de Planck basta calcularmos conforme a
equação do coeficiente a= h/e.
0,413x10-14 = h/1.6x10-19
h = 6,608x10-34 J.s
À primeira vista o efeito fotoelétrico tem uma explicação simples. A onda
eletromagnética transfere energia ao elétron. Uma parte dessa energia é usada para
realizar o trabalho de extração do elétron; o restante transforma-se em energia cinética
(Ec) do elétron, que é o que descobrimos no experimento.
• CONCLUSÃO
A explicação dada a esse fenômeno por Einstein é que a radiação é formada por
quanta (fótons). Cada elétron absorve apenas um fóton. Se a energia desse fóton for
menos do que a necessária para extrair o elétron, este não será emitido, por mais tempo
que a radiação fique incidindo sobre o corpo.
• REFERÊNCIAS
Dos sites:
http://www.fisica.ufs.br/egsantana/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.ht
m. Acessado em 05 de Março de 2012.
http://www.brasilescola.com/fisica/o-efeito-fotoeletrico.htm. Acessado
em 05 de Março de 2012.
http://www.infoescola.com/fisica/efeito-fotoeletrico/. Acessado em 06
de Março de 2012.