Relatório 2 JOSA

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Universidade Federal do Ceará 
Departamento de Física 
Princípios de Física Moderna 
Prof.: Jose Alves de Lima Junior 
Turma: 01 Polo Caucaia 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 
EFEITO FOTOELÉTRICO 
 
 
 
Josenildo Marreira Silva 
 
 
 
 
 
 
Abril / 2017.1 
 
2 
OBJETIVO 
 
- Estudar o efeito fotoelétrico. 
- Determinar a constante de Planck a partir do efeito fotoelétrico. 
 
MATERIAL VIRTUAL 
 
- Fonte de tensão para lâmpada 
- Lâmpada em compartimento fechado 
- Filtros de interferência (conjunto com 10 comprimentos de onda diferentes ) 
- Amplificador 
- Fotocélulas (conjunto com quatro fotocélulas de metais diferentes) 
- Compartimento para fotocélulas 
- Voltímetro 
- Cabos diversos 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
Em uma situação de ambiente de pesquisa , um famoso experimento, realizado 
em 1887 por Herts. Ele produziu e detectou ondas eletromagnéticas. E observou pela 
primeira vez, o efeito fotoelétrico; onde usando um centelhador para gerar ondas. 
Tendo observado um novo fenômeno dedicou-se intensamente a nova 
descoberta e teve a complementação de outros pesquisadores. 
Assim foi formulada a seguinte relação: 
 
1/2mv
2
=eV 
 
E analisando os resultados verificou-se que o potencial de corte, ou seja a 
energia suficiente para arrancar um elétron para o efeito fotoelétrico aconteça é: 
 
hW mV2 = eV 
 
as descobertas de Hertz contribuíram para a formulação das equações de 
Maxwel e Einstein generalizando as idéias de Plank contribuiu para a concepção 
ondulatória da luz. 
Para cada Material tem uma função trabalho Wo que é a energia mínima parqa 
liberar os elétrons e haverá um limiar de frequência de luz v0. 
 
 hv0=Wo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO 
 
Foi acessado o ambiente de aprendizagem solar e lá foi fornecido um 
experimento virtual do efeito fotoelétrico que tinha os seguintes matérias conforme 
descrito no item materiais. 
Foi feito o download do experimento e conforme descrição foi possível realizar 
os procedimentos 
Primeiro foi ativado a fonte de tenção e colocada no valor de 8,0 V. 
Os metais selecionado para esse experimento foi o sódio (Na) e o Alumínio 
(Al). 
A voltagem limite gerada na fotocélula é lida no voltímetro depois de passar 
pelo amplificador (aparelho lilás no arranjo experimental). 
Os resultados obtidos foram colocados na tabela abaixo. 
Utilizando a relação c=υλ preencheu-se a ultima coluna da tabela. 
 
λ (nm) Metal 01(Na) U (V) Metal 02U(V) υ (1012Hz) 
150 6,05 4,22 2000 
190 4,27 2,47 1578 
250 2,71 0,90 1200 
270 2,34 0,53 1111 
300 1,88 0,01 1000 
380 0,99 0,00 789 
420 0,68 0,00 714 
470 0,37 0,00 638 
530 0,07 0,00 566 
580 0,00 0,00 517 
Tabela 01: Resultados Experimentais 
 
 
QUESTIONÁRIO 
 
1- Faça o gráfico de U(V) versus (1012Hz). 
 
 
 
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
0 500 1000 1500 2000 2500
U
 (
V
) 
v (10^12Hz) 
Na
Al
Linear (Na)
Linear (Al)
2- Determine a constante de Planck pelo gráfico da questão anterior e compare com o 
valor da literatura. 
 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O valor da literatura da constante de Planck é 6,626 . 10-34 e o valo experimental coincide com 
a ordem de grandeza. A aproximação é valida. E o material usado foi o sódio Na. 
 
3- Determine a função trabalho para cada metal utilizado e compare com o valor da 
literatura. 
Na 
Wo = h . υ 
Wo = 4,84 x 10
-34
 x 2000 x 10
12 
Wo = 9,68 x 10
-19
 J.s 
 
Al 
..... 
4- A pele humana é relativamente insensível à luz visível, mas a luz ultravioleta pode ser 
bastante prejudicial. Justifique em termos da energia do fóton. 
 
A luz visível tem comprimento de onda no espectro 380 a 700 e essa intensidade não é 
suficiente para alterar o comportamento dos nossos eletros na pele , ou seja a energia incidente 
é fraca. Enquanto que na ultravioleta a intensidade é mais forte. O comprimento de onda é 
maior. E pode causar alterações no nosso organismo. 
 
5- A energia necessária para remover um elétron do Sódio metálico é 2,28 eV. Uma luz 
vermelha, com comprimento de onda de 680nm, provocará efeito fotoelétrico no Sódio? 
Qual o comprimento de onda do limiar fotoelétrico do sódio e a que cor corresponde esse 
limiar? 
 
 
 
 
6- A função trabalho do tungstênio é 4,50 eV. Calcule a velocidade com que os elétrons são 
emitidos quando iluminados por uma luz cujos fótons têm a energia de 5,80 eV. 
 
 
7- Uma lâmpada emite radiação monocromática de comprimento de onda de 630nm. A sua 
potência nominal é de 60W. Supondo uma eficiência de 90% na conversão de energia elétrica 
em luz, quantos fótons esta lâmpada emite por segundo? 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
 
O experimento foi feito virtualmente e as limitações são muitas, porem deu para fazer 
e perceber a relação do comprimento de onda e a frequência no efeito fotoelétrico. E foi 
possível encontrar a constante de Planck com os dados obtidos . 
Conclui-se que os dados obtidos no experimento virtual é valido para esse 
experimento. E perceber o comportamento do elétron no experimento. 
 
 
Bibliografia 
 
 
Roteiro de Prática fornecido pelo Professor da disciplina. 
Paul A. Tipler.Fisica Moderna- Sexta edição