Efeito Fotoelétrico
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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 ...

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 Efeito Fotoelétrico Presentation Transcript

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