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DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 Relatório 2 – Laboratório de Estrutura da Matéria I (2021) O Efeito Fotoelétrico Paulo Victor da Silva Soares Rio Claro 22/05/2021 DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 1 SUMÁRIO 1 – OBJETIVO ................................................................................................... 2 2 – INTRODUÇÃO ............................................................................................. 2 3 – FUNDAMENTOS TEÓRICOS ..................................................................... 3 4 – MATERIAIS UTILIZADOS ........................................................................... 7 5 – METODOLOGIA .......................................................................................... 8 6 – RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................ 9 7 – CONCLUSÃO ............................................................................................ 15 8 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 16 DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 2 1. OBJETIVO Colocar em evidência a quantização de campo eletromagnético, determinar a constante de Planck, determinar as funções trabalho (ânodo e cátodo) e também determinar a dpc (diferença de potencial de contato). 2. INTRODUÇÃO Heinrich Hertz em 1887 e Joseph Thompson em 1899 já realizavam experimentos com raios catódicos (que mostrava que ao ser aplicada uma ddp entre dois eletrodos, era formado um feixe) e com o tempo, perceberam que era possível desviar este feixe aplicando campos eletromagnéticos ou campos elétricos. A partir daí começou a se ter ideia da natureza do elétron como uma partícula. Já em 1902, um físico húngaro chamado Phillip Lenard estudou o fenômeno fotoelétrico e percebeu que inserindo luz sobre a superfície de um metal eram produzidos determinados valores de correntes elétricas; em 1905 ganhou um Prêmio Nobel da Física por conta da sua descoberta experimental. É importante ressaltar também que Einstein, posteriormente, em 1905, descreveu teoricamente o efeito fotoelétrico e postulou os fótons (ou partículas de luz) experimentado por Phillip Lenard e que mais tarde (em 1921) também rendeu-lhe um Prêmio Nobel da Física. Phillip Lenard realizou o experimento apenas variando a intensidade da luz incidida sobre os eletrodos, e aproximadamente 9 anos depois, em meados de 1914, Millikan realizou o experimento afim de explicar a teoria proposta por Einstein, decidindo variar a frequência da luz incidida sobre os eletrodos, que também ganhou um Prêmio Nobel da Física em 1923 pela descoberta da carga fundamental do elétron e pela contribuição no conhecimento sobre o Efeito Fotoelétrico, trabalhado anteriormente por Hertz, Thompson, Lenard e Einstein. Neste trabalho será analisado dados de um experimento na tentativa de reproduzir o trabalho experimental de Phillip Lenard. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 3 3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS No final do século XIX, Heinrich Hetz já realizava observações, incidindo radiação luminosa e principalmente no ultravioleta na superfície de certos metais, estes materiais emitem elétrons, e este fenômeno foi adotado como “Emissão Fotoelétrica”. No esquema da Figura 1, temos o circuito referente ao respectivo experimento a ser desenvolvido, consiste de um amperímetro, uma fonte de tensão variável, uma fonte que emite um feixe de luz na célula fotoelétrica, em direção ao cátodo e consequentemente, sentido pelo ânodo (que está à frente do cátodo). Com isso, o ânodo experimenta um movimento de cargas elétricas por sua superfície, gerando um valor de corrente elétrica que será informado pelo amperímetro. Apesar de haver vários circuitos possíveis para a realização de tal experimento, o circuito à qual foi responsável por nos dar as informações e dados tratados neste relatório é ligeiramente diferente, mas será abordado no tópico de “metodologia”. Na teoria, mantendo esta célula no escuro, sem iluminação, o amperímetro não indicará nenhuma existência de corrente elétrica, mas quando o cátodo, dentro da célula, é iluminado, há a presença de corrente elétrica registrada pelo amperímetro no circuito. No contexto da época, os físicos e demais cientistas já estavam muito convencidos de que a natureza da luz fosse ondulatória (por conta do experimento da dupla fenda, de Young), pensando nisso, o efeito fotoelétrico ainda era algo incompreensível. Figura 1 – Exemplo de circuito para que seja feito a experimentação do efeito fotoelétrico. Disponível em: www.sites.google.com/site/afisicamodernadoensi nomedio/topicos-de-fisica-moderna-e- contemporanea/a-dualidade-onda-particula-da- luz/o-efeito-fotoeletrico – Acesso em 20/05/2021 http://www.sites.google.com/site/afisicamodernadoensinomedio/topicos-de-fisica-moderna-e-contemporanea/a-dualidade-onda-particula-da-luz/o-efeito-fotoeletrico http://www.sites.google.com/site/afisicamodernadoensinomedio/topicos-de-fisica-moderna-e-contemporanea/a-dualidade-onda-particula-da-luz/o-efeito-fotoeletrico http://www.sites.google.com/site/afisicamodernadoensinomedio/topicos-de-fisica-moderna-e-contemporanea/a-dualidade-onda-particula-da-luz/o-efeito-fotoeletrico http://www.sites.google.com/site/afisicamodernadoensinomedio/topicos-de-fisica-moderna-e-contemporanea/a-dualidade-onda-particula-da-luz/o-efeito-fotoeletrico DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 4 Alguns problemas surgiram para a compreensão deste fenômeno, e o entendimento só foi possível saindo do escopo da física clássica. Se pensarmos em um elétron livre na presença de um campo eletromagnético oscilante de acordo com a equação 3.1, é possível extrair a amplitude deste de oscilação de acordo com a equação 3.2 em que 𝐸0 é a amplitude do campo elétrico, 𝑒 é a carga elétrica do elétron, 𝜔 é a frequência de oscilação da radiação e 𝑚 é a massa do elétron. 𝐸 = 𝐸0 cos(𝜔𝑡) (Equação 3.1 – Elétron livre na presença de um campo oscilante) 𝐴 = 𝑒𝐸0 𝑚𝜔2 (Equação 3.2 – Amplitude de oscilação) Portanto, o que houve foi que os resultados experimentais não necessariamente condiziam com as previsões teóricas do comportamento ondulatório da radiação luminosa. De acordo com os resultados do experimento, percebia-se que: o Há uma forte dependência da frequência da luz que atinge o aparato metálico no processo de emissão, sabendo que para cada metal, existe uma frequência de corte 𝑣0 de forma que, a luz com frequência menos que a frequência de corte é incapaz de liberar elétrons. o Se aumentarmos a frequência da radiação incidente em uma determinada superfície metálica, a energia dos elétrons emitidos aumentam linearmente na mesma razão. o Instantaneamente após a incidência da radiação ocorre a emissão dos elétrons, e a quantidade de elétronsemitidos é estritamente proporcional à intensidade da radiação incidente. A principal questão é que, a energia com que os elétrons são retirados do ânodo deveria ser proporcional à intensidade da radiação incidida, mas não é o que acontece e isso contrariou os postulados da Física Clássica. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 5 Albert Einstein por sua vez, mesmo sem conhecer todas as informações que contornavam o problema, propôs uma explicação ousada e que, aparentemente, explicava os fenômenos da natureza onda-partícula da luz. Propôs que a luz consiste de quanta de luz (ou conhecidos como fótons) em que a energia é expressa de acordo com a equação 3.3, em que ℎ representa a constante de Planck (que será determinada neste trabalho) e 𝑣 a frequência da radiação: 𝐸 = ℎ𝑣 (Equação 3.3 – Energia de um fóton) Agora, nesta lógica, pode-se presumir que quando um fóton colide com um elétron em um aparato metálico (cátodo), poderia ser absorvido de forma a ter sua energia transferida ao elétron; se os elétrons da estrutura do material a qual o cátodo é composto estão ligados à superfície do metal com uma energia 𝑒∅ em que ∅ é o valor do potencial responsável por prender o elétron na superfície do metal (função trabalho) e considerando que todos os elétrons possuem a mesma probabilidade de absorver um fóton incidente e se a frequência da radiação luminosa é tal que... ℎ𝑣 > 𝑊0 (Equação 3.4 – Condição para primeira hipótese) Figura 2 – Interpretação ilustrativa da hipótese de Einstein na explicação do efeito fotoelétrico, a radiação incidida (emissão de fótons) sob uma superfície metálica é capaz de ejetar elétrons. Imagem retirada do vídeo referente à aula 4 de Laboratório de Estrutura da Matéria – Profº Fabio. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 6 ...existe a probabilidade de um fóton ser absorvido e ser ejetado como um fotoelétron. No caso contrário, ou seja... ℎ𝑣 < 𝑊0 (Equação 3.5 – Condição para segunda hipótese) ...não há possibilidade de elétrons ser ejetados, já que o fóton não tem energia suficiente associada para vencer o potencial ∅. No caso da primeira hipótese (equação 3.4) o excedente do quantum de luz é representado como a energia cinética adquirida pelo elétron: ℎ𝑣 = 𝑚v2 2 + 𝑊0 (Equação 3.6 – Inclusão da energia cinética na primeira hipótese) Que se trata de definições atribuídas por Einstein com base na sua interpretação dos resultados de Lenard: - O valor máximo de energia cinética do elétron ejetado será: 𝐾𝑚𝑎𝑥 = ℎ𝑣 − 𝑊0 (Equação 3.7) Onde 𝐾𝑚𝑎𝑥 é a energia cinética máxima, ℎ é a constante de Planck e 𝑊0 é a energia mínima para remover o elétron do metal (função trabalho). - Também existe uma frequência mínima limítrofe para não ocorrer o efeito fotoelétrico, ou seja, ( 𝑚v² 2 ) = 0: ℎ𝑣0 = 𝑊0 (Equação 3.8) - Para descrever a energia cinética em função do potencial retardador 𝑉0 : DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 7 𝑒𝑉0 = ℎ𝑣 − 𝑊0 → 𝑉0 = ℎ𝑣 𝑒 − 𝑊0 𝑒 (Equação 3.9 e 3.10) Em 1914, com o experimento de Millikan: 𝑒𝑉0 = ℎ(𝑣 − 𝑣0) (Equação 3.11 – Interpretação de Millikan) Que é muito parecida com a equação 3.9, proposta por Einstein. Importante ressaltar que 𝑣0 depende do tipo de metal. O que difere ligeiramente Millikan para Einstein foi que Millikan percebeu e experimentou a relação entre o potencial de frenagem com a frequência, e quando plotado em um gráfico para diferentes frequências, obtemos uma função afim de acordo com uma reta normalizada entre os pontos de 𝑉0 para suas frequências 𝑣, onde o coeficiente angular dessa reta é a própria constante de Planck ℎ e também, é uma demonstração de que a energia cinética dos fotoelétrons está diretamente ligada à frequência (como a previsão da teoria quântica de Einstein) e não diretamente ligada à intensidade (como a previsão da física clássica). 4. MATERIAIS UTILIZADOS • Célula fotoelétrica (dentro de uma caixa metálica) • Lâmpada de Mercúrio • Fonte de tensão (0 – 30 V) • Fonte de alimentação (para a lâmpada de mercúrio) • Multímetro • Amperímetro • Sistema de chaves (aplicação de tensões de -3 V a +30 V) • Circuito com capacitor (no interior do sistema de chaves) • 5 filtros ópticos de diferentes comprimentos de onda DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 8 5. METODOLOGIA No circuito, temos um sistema de chaves, com possibilidade de variar a tensão de -5 Volts à +30 Volts, no interior desse sistema há um sistema de chaves (a qual não aparece na Figura 3), um amperímetro que irá medir os baixos valores de fotocorrentes, um multímetro para medir o valor de corrente no circuito com certa precisão, a fonte de tensão que alimenta o circuito e também a célula fotoelétrica. Direcionado para a célula fotoelétrica, temos uma lâmpada de mercúrio ligada à uma fonte de alimentação, e para a saída de luz desta lâmpada, há um conjunto que permite ser acoplado a ela, filtros de 366 nm à 578 nm. A primeira parte será feita analogamente ao experimento de Phillip Lenard, que consiste em manter o comprimento de onda fixo da lâmpada (trabalhando com filtros de 366nm e 578 nm). Mantendo o comprimento de onda fixo e aplicando uma diferença de potencial sobre a célula que varia de -3 V à +30 V. No primeiro momento, ao variar a tensão, percebe-se uma certa dependência da tensão elétrica com o valor da fotocorrente (devemos lembrar que a energia cinética dos fótons e fotoelétrons são constantes para diferentes valores de potencial, e só Figura 3 – Equipamentos para a realização do experimento do efeito fotoelétrico, esta imagem foi um print tirado durante o vídeo do experimento, gravado para nossa aula de Laboratório de Estrutura da Matéria pelo Professor Fábio. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 9 variam conforme a frequência também varia, de acordo com as previsões teóricas realizadas no início deste trabalho). Obtendo o gráfico somos capazes de determinar a dpc (diferença de potencial de contato). No segundo momento do experimento, fazemos testes acoplando diferentes filtros para comprimento de onda que sai da lâmpada de mercúrio, mudando consequentemente a frequência e determinando os diferentes potenciais de frenagem (potenciais a qual não há transferência de energia cinética dos fótons para os elétrons no ânodo), ao plotar no gráfico de tensão por frequência, obtemos uma função afim com a normalização de uma reta entre os pontos, em que o coeficiente angular da reta nos dá a equação de Planck e que o momento em que Ax+B=0, x nos dá a frequência de corte, necessário para definir o trabalho necessário para ejetar elétrons do respectivo cátodo, como será comentado abaixo nos resultados. 6. RESULTADOS E DISCUSSÕES Nessa etapa do relatório serão expostas as grandezas medidas e serão discutidos os resultados calculados a partir desses dados medidospelo professor. Para facilitar o tratamento dos dados e a construção dos gráficos, foi utilizado o programa SciDavis. Inicialmente foi calculada a forma com que a fotocorrente varia conforme a tensão (ou intensidade do potencial na lâmpada) também varia e também, como vemos na Figura 4, para quais valores de tensão que a corrente satura. A Figura 4 foi plotada com base nos dados da tabela abaixo: Tensão ( ±0,01 V) para 𝜆=578nm Corrente (A) para 𝜆=578nm Tensão (±0,01V V) para 𝜆=366nm Corrente (A) para 𝜆=366nm -3,00 0,00000 -3,00 0,00000 -2,70 -0,00067 -2,81 0,00012 -2,70 -0,00067 -2,46 -0,00124 -2,30 -0,00190 -1,92 -0,00069 -1,79 -0,00009 -1,43 0,00095 -1,79 -0,00009 -1,06 0,00074 -1,36 0,00126 -0,82 0,00107 DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 10 -0,90 0,00030 -0,63 0,00250 -0,55 0,00239 -0,46 0,01251 -0,21 0,00351 -0,33 0,03132 -0,03 0,01381 -0,19 0,05751 0,07 0,02700 -0,06 0,08699 0,16 0,04563 0,07 0,11857 0,25 0,06657 0,22 0,16224 0,31 0,08520 0,41 0,21355 0,40 0,11011 0,61 0,26296 0,48 0,14219 0,85 0,31136 0,57 0,17373 1,12 0,35976 0,65 0,20208 1,43 0,40732 0,75 0,23571 1,78 0,44837 0,84 0,27017 2,20 0,49231 0,93 0,30239 2,62 0,53625 1,05 0,34610 3,18 0,57830 1,22 0,39414 3,74 0,61434 1,42 0,44327 4,59 0,65450 1,61 0,48251 5,83 0,68834 1,81 0,52042 6,93 0,71314 2,01 0,55059 7,93 0,73108 2,23 0,58228 9,14 0,75247 2,46 0,60835 10,47 0,77134 2,75 0,63822 11,71 0,78671 3,09 0,66349 12,97 0,79980 3,49 0,68775 14,28 0,81297 4,03 0,71120 15,81 0,82465 4,63 0,73068 17,05 0,83150 5,34 0,74692 18,41 0,83976 6,05 0,75864 19,85 0,84687 6,85 0,77375 21,30 0,85355 7,85 0,78773 23,30 0,86181 8,76 0,80058 25,30 0,86672 9,53 0,80870 26,90 0,87041 10,11 0,81456 28,55 0,87410 DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 11 10,49 0,82036 30,15 0,87551 11,04 0,82475 11,78 0,83281 12,52 0,83779 13,29 0,84252 14,12 0,84838 15,01 0,85177 15,77 0,85425 16,66 0,85624 17,25 0,85843 18,06 0,86084 19,11 0,86429 20,28 0,86690 21,67 0,86893 23,11 0,87048 24,36 0,87278 25,47 0,87296 26,32 0,87410 27,37 0,87524 28,26 0,87718 29,12 0,87744 29,88 0,87858 30,13 0,87858 30,15 0,87973 Os dados foram coletados para duas frequências de onda diferentes (inversamente proporcionais a seus respectivos comprimentos de onda) e, com eles, foi possível plotar meu próprio gráfico, com as curvas representadas por Preto (curva referente ao comprimento de onda de 578 nm) e por Vermelho (curva referente ao comprimento de onda de 366 nm). Assim temos: DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 12 A intersecção das duas curvas se dá no ponto [0,35 ; 1,4] e deles, extraímos a dpc (𝐷) de tal forma que: 𝐷 = 0,35 1,4 = 0,25𝑉 (Equação 6.1 – Extraindo a dpc das curvas) Outra informação extraída do gráfico é que, a partir de determinados valores de tensão, a corrente satura, independente do comprimento de onda a qual estamos analisando, contrariando algumas previsões clássicas para este caso. Já para a determinação da constante de Planck de da função trabalho, será tabelado alguns dados obtidos por envio do professor através da plataforma Google Classroom, teremos abaixo tabelas com a tensão de frenagem para cada comprimento de onda dividido em dois conjuntos, Conjunto 1 e Conjunto 2 respectivamente: Figura 4 – Em preto temos a curva de medidas feitas para um comprimento de onda fixo de 578nm e as bolinhas indicam as medidas de corrente para dadas tensões, analogamente para a curva em vermelho, com medidas feitas para o comprimento de onda fixo de 366nm e os quadradinhos indicam as medidas de corrente para dadas tensões. Imagem retirada do gráfico plotado no SciDavis com os dados fornecidos pelo Professor Fábio. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 13 Tensão de frenagem (V) Comprimento de onda (𝟏𝟎−𝟕𝒎) 0,25 6,78 0,32 6,24 0,47 5,7 0,55 5,43 0,7 5,15 0,9 4,73 1,05 4,31 1,2 4,03 1,3 3,89 Tensão de frenagem (V) Comprimento de onda (𝟏𝟎−𝟕𝒎) 0,55 5,78 0,62 5,46 1,2 4,36 1,38 4,05 1,59 3,66 1,88 3,5 Para obter a frequência, basta dividir a velocidade de propagação das onda- partículas (𝑐 = 3. 108𝑚/𝑠) pelo comprimento de onda para se obter a frequência da onda (𝑣 ) em Hertz. Fazendo isso obtemos os gráficos da Figura 5 e Figura 6, para os conjuntos 1 e 2 respectivamente, onde cada ponto representa o potencial de frenagem 𝑉0 para cada valor de frequência em que a luz é incidida no cátodo, e fazendo um “fit linear” (como renomeado no programa SciDavis), obtemos uma curva inclinada de acordo com a distribuição dos pontos no gráfico, resultando em duas funções afins (para o conjunto 1 e 2) e com isso, no ponto em que a reta dessa função afim “corta” o eixo x em y=0, obtemos a chamada “frequência de corte”. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 14 Para o conjunto 1 o coeficiente angular calculado foi: 𝐴𝑥 + 𝐵 ; 𝐴 = 0,33. 10−14𝑒𝑉. 𝑠 = 5,28. 10−34𝐽 (Equação 6.2 – Coeficiente angular dos dados do Conjunto 1) Figuras 5 e 6 – No eixo vertical temos a Tensão de frenagem 𝑉0 para diferentes valores de frequência incididas sobre a fotocélula, cada medida está representada por pontos pretos. A linha vermelha representa o fit linear, normalizando uma reta de função afim de acordo com os dados obtidos, podendo ser representada por uma função Ax+B. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 15 𝐴𝑥 + 𝐵 ; 𝐴 = 0,38. 10−14𝑒𝑉. 𝑠 = 6,08. 10−34𝐽 (Equação 6.3 – Coeficiente angular dos dados do Conjunto 2) A frequência de corte 𝑣0 deu um valor extremamente próximo para ambos os conjuntos, sendo considerado então 𝑣0 = 0,38. 10 15 𝐻𝑒𝑟𝑡𝑧 para ambos conjuntos. Sabendo que: 𝑊0 = ℎ. 𝑣0 (Equação 6.4 – Expressão para a função trabalho do ânodo e cátodo) E considerando a constante de Planck mais próxima da exata, ou seja, com o ℎ = 6,626. 10−34𝐽 (uma vez que nos cálculos deste experimento foram obtidos valores com uma margem de erro considerável de até 25%), obtemos uma função trabalho de 𝑊0 = 2,52𝑒𝑉 . 7. CONCLUSÃO O Experimento de Phillip Lenard é um clássico do início do século XX, responsável por oferecer ferramentas para que outras mentes brilhantes (como Einstein e Millikan) pudessem descrever fenômenos de uma forma alternativa à Física Clássica. Com esse experimento feito em duas partes, podemos concluir a intensidade do potencial não é proporcional à energia cinética a qual os fótons se movem no interior da célula fotoelétrica, consequentemente contrariando a física clássica e provando que Einstein estava certo juntamente com sua teoria quântica que tentava explicar o efeito fotoelétrico. Concluímos também que a frequência da luz está fortemente ligada à velocidade dos elétrons que colidem com o metal, e que para cadafrequência de radiação, há um potencial de frenagem diferente que faz com que o movimento dos elétrons no interior da célula não seja suficiente para leva-los “de um lado para o outro” em relação a cátodo e ânodo. Enfim, de acordo com os coeficientes angulares obtidos nos gráficos das Figuras 5 e 6, obtemos a constante de Planck média como sendo ℎ = 5,688. 10−34𝐽, o que nos dá uma margem de erro de aproximadamente 25%, uma frequência de corte de aproximadamente 𝑣0 = 0,38. 10 15 𝐻𝑒𝑟𝑡𝑧, diferença de potencial de contato 𝐷 = 0,25 𝑉 e por fim, a função trabalho 𝑊0 = 2,52𝑒𝑉. DEPARTAMENTO DE FÍSICA – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS UNESP – Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” LABORATÓRIO DE ESTRUTURA DA MATÉRIA – ano 2021 16 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS - Fábio Simões de Vicente, Dario Antonio Donatti, Laboratório de Estrutura da Matéria I - Roteiros de Experimentos e Teoria, Departamento de Física, IGCE, Unesp, Campus de Rio claro 2021. - D.A. Donatti, Tratamento de Dados Experimentais, Departamento de Física, Campus Rio Claro, Unesp 2016. - M. H. Tabacniks, Conceitos Básicos da Teoria de Erros, Instituto de Física de São Carlos, USP 2009. - “Diferença de potencial de contato”. Wikipédia, a enciclopédia livre, 22 de maio de 2019. Wikipedia, https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Diferen%C3%A7a_de_potencial_de_contato &oldid=55239678. - Index of /wp-content/uploads. http://aun.webhostusp.sti.usp.br/wp-content/uploads/. Acessado 23 de maio de 2021. - ZoteroBib: Fast, free bibliography generator - MLA, APA, Chicago, Harvard citations. https://zbib.org/. Acessado 26 de maio de 2021. - A principal referência utilizada para realização deste trabalho foram os materiais enviados pelo professor Fábio e as aulas síncronas e assíncronas enviadas através da plataforma Google Classroom. https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Diferen%C3%A7a_de_potencial_de_contato&oldid=55239678 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Diferen%C3%A7a_de_potencial_de_contato&oldid=55239678
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