5 efeito fotoeletrico1
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Profa Cristiane Tavolaro GoPEF-PUC/SP
O Efeito FotoelétricoO Efeito Fotoelétrico
Teoria clássicaTeoria clássica
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Conhecimento Científico no Final do Século XIXConhecimento Científico no Final do Século XIX
Em 1900 alguns físicos pensavam que a física estava praticamente completa.
Lord Kelvin recomendou que os jovens não se dedicassem à física, pois só faltavam alguns detalhes pouco interessantes, como o refinamento de medidas.
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Conhecimento Científico no Final do Século XIXConhecimento Científico no Final do Século XIX
Lord Kelvin, no entanto, mencionou que havia “duas pequenas nuvens” no horizonte da física: os resultados negativos do experimento de Michelson e Morley, e a dificuldade em explicar a distribuição de energia na radiação de um corpo negro.
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Novas Descobertas ExperimentaisNovas Descobertas Experimentais
O estudo de descargas elétricas em gases rarefeitos levou à descoberta dos raios catódicos
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Novas Descobertas ExperimentaisNovas Descobertas Experimentais
Os raios catódicos levaram à descoberta dos raios X, que eram úteis mas misteriosos.
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Novas Descobertas ExperimentaisNovas Descobertas Experimentais
J. J. Thomson, estudando os raios catódicos, descobriu o elétron. Mas que relação os elétrons tinham com os átomos da matéria?
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Novas Descobertas ExperimentaisNovas Descobertas Experimentais
Os estudos de Henri Becquerel e do casal Curie levaram à descoberta da radioatividade e de estranhos elementos que emitiam energia de origem desconhecida.
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Novas Descobertas ExperimentaisNovas Descobertas Experimentais
Os raios X e a luz ultravioleta podiam descarregar eletroscópios, e em alguns casos a luz visível também, mas o fenômeno não era compreendido: por que alguns tipos de luz não conseguem produzir o efeito fotoelétrico?
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Os Problemas da Física no Final do Século XIXOs Problemas da Física no Final do Século XIX
Efeito Fotoelétrico
Heinrich Hertz (1887)
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Efeito Fotoelétrico
Philipp Lenard:
- Quando uma radiação de freqüência maior ou igual a 1015 Hzincide sobre uma superfície metálica, ocorre emissão de elétrons.
- A emissão ocorre a alto vácuo, portanto os portadores de carganão são íons gasosos.
-A ação de um campo magnético confirma a carga negativa dosportadores
-a razão e/m fornecia a carga do elétron obtida por Millikan eThomson
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Quanto maior a intensidade da luz incidente, maior o número de elétrons arrancados do catodo, isto é, maior é o valor da corrente fotoelétrica.
i FE
I
Frequência da luz fixa.
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Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais
Este resultado era esperado já que quanto maior a intensidade da luz, maior é a amplitude da onda luminosa (vetor campo elétrico).
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Para medir a energia cinética máxima dos fotoelétrons, aplica-se uma ddp invertida, de modo que o fotoelétron ficará sob a ação de uma barreira de potencial.
Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais
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Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais
Vc-Potencial de corte
Incidindo luz de frequência fixa mas de intensidades diferentes a e b.
Ec máx=e . Vc (J)
Saturação da corrente fotoelétrica
Era esperado que se a b, então
Ec a máx Ec b máx
Logo Vc a Vc b
O resultado experimental não confirma a teoria!!!!
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A energia cinética máxima dos fotoelétrons é maior quanto maior a frequência da radiação incidente.
Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais
21
Este resultado não corresponde ao previsto pela teoria!!!!
Incidindo luz de frequências diferentes
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Efeito Fotoelétrico – Resultados Experimentais
0-limiar de frequências abaixo da qual o EFE não ocorre.
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Efeito Fotoelétrico – Problemas com a Física Clássica
1) O aumento da intensidade da radiação incidente deveria resultarno aumento do potencial limite
2) O efeito fotoelétrico deveria ocorrer para qualquer freqüência,dependendo apenas da intensidade da radiação incidente
3) Deveria existir um intervalo de tempo mensurável entre a absorçãoda energia da radiação e a emissão do elétron.
Logo, a Física clássica não explica o EFE!!!