Efeito Fotoelétrico
Descrevendo o efeito
fotoelétrico
“É a emissão de elétrons de uma
superfície, devida a incidência de luz
sobre essa superfície”
Quais “grandezas” interferem
no efeito fotoelétrico?
Verdadeiro ou Falso
( ) a energia dos elétrons arrancados deveria
aumentar com a intensidade da radiação
utilizada.
( ) o efeito deveria ocorrer para qualquer
freqüência da radiação.
( ) um elétron seria liberado apenas quando tiver
acumulado a energia suficiente para vencer a sua
ligação no material.
Respostas
(
) a energia dos elétrons arrancados deveria
aumentar com a intensidade da radiação
utilizada.
É falsa pois...
A energia cinética dos elétrons ejetados não
depende da intensidade da luz incidente. A
intensidade vai liberar apenas mais elétrons.
Respostas
( ) o efeito deveria ocorrer para qualquer
freqüência da radiação.
É falsa pois...
Existe uma “frequência de corte” (frequência
mínima) para a luz incidente, abaixo da qual o
efeito deixa de ocorrer.
Respostas
( ) um elétron seria liberado apenas quando tiver
acumulado a energia suficiente para vencer a
sua ligação no material.
É falsa pois...
Não há atraso na liberação de elétrons
Todas as concepções apresentadas
anteriormente estão fundamentadas em uma
teoria ondulatória da luz.
Lembre-se que uma onda possui:
Comprimento de onda, frequência e período.
E pode sofrer:
Reflexão, refração, difração e interferência.
Há algo de errado...
Mas antes de encontrarmos respostas
satisfatórias, vamos olhar a natureza.
Comportamento
Ondulatório
Fenômenos Físicos
Comportamento
Corpuscular
(Partículas)!
A luz pode ter um comportamento...
CORPUSCULAR!
Perguntinhas básicas
• Quais foram as contribuições de Hertz, Planck e
Einstein para a compreensão do efeito
fotoelétrico?
• Em que as suas contribuições se aproximam?
Existe alguma divergência entre elas?
P.S.: (para animar todas vocês) Entregar para o
professor em folhinha separada até 03/10/2011.
Para terminar... Uma aplicação efeito fotoelétrico!
A luz em caráter corpuscular
• Luz como onda: emissão contínua de radiação
• Luz como partícula: emissão descontínua de
radiação.
Pacotes de Energia
Efeito Fotoelétrico: Um olhar de
Albert Einstein
• Explicação de Einstein: a energia da onda que
incide sobre o metal é quantizada, em unidades
de hf.
• Einstein postulou que a energia cinética do
elétron ejetado do metal era igual à diferença
entre a energia do fóton, hf e a profundidade do
poço de potencial W:
K = hf − W
Pacotes de energia
1 quantum de energia
(1 pacote de energia)
quanta de energia
(vários pacotes de
energia)
hf
nhf
Em que n é o número de quantum de energia, f a
frequência e h é a constante de Planck que vale:
h = 6, 626 × 10−34Js
Pacotes de energia
1 quantum de energia
(1 pacote de energia)
quanta de energia
(vários pacotes de
energia)
hf
nhf
Em que n é o número de quantum de energia, f a
frequência e h é a constante de Planck que vale:
h = 6, 626 × 10−34Js
O tal “poço de profundidade de
potencial”
 Essa denominação vem do fato de que o metal atrai o
elétron para si. Na superfície do metal a atração não é
tão forte, e a luz que incide sobre ele fornece energia
suficiente para o elétron “escapar” do poço.
 Só que não se trata aqui de um poço comum, mas do
que os físicos chamam de um poço de potencial (nós
também vivemos dentro de um poço de potencial; o
poço de potencial gravitacional gerado pela massa da
Terra!).
Saltos Quânticos
• Se um elétron pode ganhar energia ao absorver
um fóton, como ocorre no efeito foto-elétrico, ele
pode também perder energia emitindo
fótons.
• Quando um fóton colide com outro átomo, esse
átomo pode absorver a energia do fóton
promovendo o elétron para um nível de
energia mais alto.
• Para isto acontecer, a energia do fóton tem que
combinar com a diferença de energia entre as
duas posições do elétron.
• Caso contrário, o fóton não pode deslocar
elétrons entre os orbitais.
• Os elétrons ocupam diferentes níveis de
energia diferentes ou orbitais, ao redor do
núcleo do átomo.
• Quando um elétron passa para orbital menor
precisa liberar energia, e ela é liberada na forma
de um fóton.
• A energia do fóton depende do quanto o elétron
decaiu entre os orbitais.