Efeito Fotoelétrico

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Projeto de Estrutura da Matéria
Integrantes:
● Adriano Gabriel Pereira Maria
● Carlos Daniel Rocha Rodrigues
● Gustavo Pontes de Sousa
● Victor Cespedes Duran
Tema: Efeito Fotoelétrico
Mídia: Podcast
Efeito Fotoelétrico
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons em materiais, usualmente,
metálicos por meio de uma exposição de radiação eletromagnética a partir de
uma frequência específica.
Sua descoberta aconteceu no ano de 1886 pelo físico Heinrich Hertz o qual
notou que a luz ultravioleta que incidia em chapas metálicas produzia faíscas.
Em 1903, houve um experimento realizado por Hertz e seu assistente Philipp
Lenard que, por meio de experimentos, concluíram que a intensidade da luz
não afetava a energia com que os elétrons eram arrancados de placas
metálicas. Posteriormente, Egon Schweidler descobriu que a energia cinética
dos elétrons ejetados era proporcional à frequência da luz incidente e da
função trabalho do metal.
Os experimentos de Lenard eram feitos utilizando duas placas metálicas —
uma placa emissora, iluminada por uma fonte de luz monocromática, e uma
placa coletora, que servia para absorver os elétrons. A fim de detectar a
absorção de elétrons pela placa coletora, ligava-se um amperímetro em série
com as duas placas, além disso, havia uma variação do experimento em que
uma bateria era ligada às placas.
A função da bateria era criar um campo elétrico entre as placas que pudesse
frear os elétrons; ajustando-se a tensão elétrica, era possível descobrir-se o
valor da energia cinética de cada elétron ejetado.
No fenômeno apresentado, a luz se comporta como uma partícula,
diferenciando-se da teoria eletromagnética proposta por James Clerk Maxwell
que postulava a luz como uma onda. Contudo, os conceitos apresentados não
se anulam, portanto a luz pode ser compreendida como uma onda e como uma
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/amperimetro.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maxwell-integracao-luz-com-magnetismo.htm
partícula. Atualmente o conceito mais aceito é a dualidade onda-partícula, visto
que existem situações em que a luz se comporta como onda e há outros
momentos em que a luz se comporta como uma partícula, o que é o caso do
efeito fotoelétrico. Esse conceito foi primeiramente enunciado por Louis de
Broglie e posteriormente melhor explicado por Albert Einstein
Além de discordar do eletromagnetismo clássico sobre como a luz se
comporta, o experimento provou que um corpo só iniciava a absorção de
energia luminosa a partir de uma determinada frequência, a qual varia de
elemento para elemento, contrariando assim a teoria original que informava
que esta absorção não dependia da frequência da luz incidente.
Já a explicação teórica do efeito fotoelétrico foi elaborada por Einstein em
1905, que utilizou da pesquisa de Max Planck sobre a luz ser formada por
pacotes de energia, fótons, como base.
O fenômeno ocorre quando os fótons incididos possuem energia necessária
para que execute a saída dos elétrons do material bombardeado. Essa energia
pode ser calculada pela subtração entre a energia armazenada em um fóton e
a função de trabalho do elemento, o qual é formado o material. A energia
armazenada por um fóton foi estipulada por Planck e ela corresponde ao
produto entre a constante de Planck que possui o valor de 4,0.10-15 eV.s pela
frequência do fóton calculado em Hertz. Já a função trabalho, calculada em eV,
é a energia que mantém o elétron preso no material e seu valor varia
dependendo do elemento utilizado.
Como por exemplo:
Elemento Função trabalho (eV)
Sódio 2,28
Cobalto 3,90
Alumínio 4,08
Cobre 4,70
O SI utiliza o Joule como medida oficial e para isso basta utilizar a relação:
1 Elétron-volt = 1,602 177 33×10-19 Joule