física quântica
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Física Quântica
Trabalho realizado por: Afonso Galrito, nº1 Hugo Correia, nº 11
Rui Lopo, nº20
Índice
04
05
06
01
02
03
A Física Quântica
Efeito fotoelétrico
Diferenças entre a Física Clássica e a Física Quântica
Teoria dos fotões
Dualidade Onda-Corpúsculo para a luz
Aplicações do efeito fotoelétrico no dia a dia
07 Bibliografia
Física Quântica • Surgiu pela impossibilidade de resolução de alguns
problemas pela Física Clássica. Corpos pequenos, com dimensões atómicas ou subatómicas, não podiam ser estudados pela mecânica newtoniana.
• Planck e Einstein foram os grandes impulsionadores deste novo ramo.
• As suas teorias serviram como ponta de partida para o desenvolvimento desta nova física. Max Planck (1858-1947)
Efeito fotoelétrico
A teoria de Newton não explicava certos fenómenos da luz. Huygens defendia a teoria ondulatória da luz,
segundo a qual a luz é uma onda que se propaga no espaço.
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de eletrões da superfície de um metal, quando nele incide radiação eletromagnética de determinada frequência (normalmente luz ultravioleta).
Diferenças entre a Física Clássica e a Física Quântica Física Clássica Física Quântica
O número de eletrões é diretamente proporcional à intensidade da luz.
O número de eletrões é diretamente proporcional à intensidade da luz incidente.
O efeito fotoelétrico é assegurado pelo menos pela necessária intensidade de luz para fornecer a energia necessária para
ejetar eletrões.
A emissão da superfície de um metal só ocorre para um mínimo de frequência da
radiação, sendo independente da luz ou da duração da incidência.
É necessário acumular energia por parte dos eletrões para se libertarem do metal.
A emissão de eletrões é praticamente instantânea.
A energia cinética aumenta em função da intensidade da luz e não da frequência.
A energia cinética máxima dos eletrões emitidos não depende da luz incidente mas
sim da frequência e do metal.
—Albert Einstein
“A radiação (luz) só pode ter valores reduzidos de energia e
esta quantidade de energia está associada a uma particula de
luz (fotão).”
Teoria dos fotões, de Einstein
• Einstein debruçou-se sobre o tema do efeito fotoelétrico em 1905 com base na teoria de Planck.
• O efeito fotoelétrico resulta a colisão de um fotão e de um eletrão do metal.
Relação de Planck: E=hƒ E – energia do fotão h – constante de Planck Ƒ – frequência de oscilação da onda
Albert Einstein (1879-1955)
A energia mínima que é preciso ceder a um eletrão de condução
para o arrancar do metal designa-se por função trabalho do metal, W.
Teoria dos fotões, de Einstein
Dualidade onda-partícula para a luz
A luz tem um comportamento dual; comporta-se como onda e como partícula.
A luz será onda ou partículas?
Experiência de Young: ao medir a intensidade
da fonte de luz com um fotomultiplicador verificou-se que a
corrente não é contínua, aparecendo
em pulsos que são fotões.
Mas contando os pulsos e registando num gráfico em função da posição, o mesmo assemelha-se a uma onda eletromagnética..
Aplicações do efeito fotoelétrico no dia a dia
Sensores de luz solar
Sensores para abertura automática das portas
Aplicações do efeito fotoelétrico no dia a dia
Tecnologias de raio-x
Laser de Hélio-Néon
Bibliografia
● Eu e a Física 12, Porto Editora, N. Maciel, M.Marques, J.Villate, C.Azevedo, A.Cação, A.Magalhães
● Novo 12 F, Texto, G.Ventura, M.Fiolhais, C.Fiolhais, J.Paixão, R.Nogueira, C.Portela
● https://estudogeral.uc.pt/bitstream/10316/12377/1/NANOTECNOLOGIA.pdf
● https://brasilescola.uol.com.br/fisica/laser.htm
● http://revistasentido.com/nossa-fisica-quantica-de-todo-dia/
● http://mundoprojetado.com.br/ldr-o-que-e-e-como-funciona/
● https://phet.colorado.edu/pt/simulation/blackbody-spectrum
Obrigado!
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