Post on 07-Jun-2015
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Os problemas da Física no final do século XIX:
Velocidade da luz incidente na Terra
Radiação de Corpo Negro
Interação da Radiação com a Matéria Efeito Fotoelétrico
A Antiga Teoria Quântica: Tópicos de Física Moderna
1905 – Efeito Fotoelétrico
Albert Einstein
Entendendo os Conceitos
FOTO Relativo aos fótons
ELÉTRICO Refere-se aos elétrons presentes em toda matéria
O que é o fóton?
Einstein propôs que a Radiação Luminosa (energia) está quantizada em pacotes concentrados, que mais tarde vieram a ser chamados fótons.
• Se propaga com velocidade C.
• Interage como partícula.
• Possui a menor quantidade de energia existente. IMAGEM ILUSTRATIVA
O “quantum” de energia
Einstein supôs que a energia E do pacote, ou fóton, está relacionada com sua frequência f pela equação:
h = constante de Planck = 6,626.10-34 J.s
f = frequência da radiação
Ele supôs também que no processo fotoelétrico um fóton é completamente absorvido por um elétron no fotocatodo.
Propriedades da Radiação
Durante a propagação da luz observamos suas propriedades ondulatórias.
Enquanto que na interação com a matéria ela age como partícula.
Verifica-se com isso o dualismo nas propriedades da luz.
IMAGEM ILUSTRATIVA
Efeito Fotoelétrico: a interação da radiação com a matéria
O que é?
Chama-se efeito fotoelétrico a emissão de elétrons de uma superfície metálica, devido à incidência de luz sobre essa superfície.
Como funciona?
O efeito fotoelétrico ocorre quando fótons incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica.
Quantização da Energia(Implicações)
Uma onda eletromagnética (luz) é composta por pacotes, tendo estes energia
Número de fótons é proporcional a intensidade.
A energia do fóton é proporcional a frequência.
Emissão de Elétrons(Características)
Os elétrons são ejetados para fora do material, com a energia absorvida da radiação.
A energia potencial do elétron é proporcional a frequência.
A quantidade de elétrons é proporcional a intensidade.
Problemas com a Física Clássica
1) O aumento da intensidade da radiação incidente deveria resultar no aumento do potencial limite.
2) O efeito fotoelétrico deveria ocorrer para qualquer frequência, dependendo apenas da intensidade da radiação incidente.
3) Deveria existir um intervalo de tempo mensurável entre a absorção da energia do fóton e a emissão do elétron.
Considerações
1) A energia cinética de cada elétron não depende da intensidade da luz. Isto significa que dobrando a intensidade da luz teremos mais elétrons ejetados, mas as velocidades não serão modificadas.
2) Quando a energia cinética de um elétron for igual a zero significa que o elétron adquiriu energia suficiente apenas para ser arrancado do metal.
3) A ausência de um lapso de tempo entre a incidência da radiação e a ejeção do fotoelétron.
Lâmpada com sensor
Torneiras
Portas Automáticas
AplicaçõesTecnológicas
Gerador Solar
Vantagens
A quase total ausência de poluição para o ambiente, faz desta energia uma das mais promissoras fontes de energias renováveis.
Desvantagens
O seu baixo rendimento em conversão da energia solar em energia elétrica como também os elevados custos de produção de painéis são as principais desvantagens desta fonte de energia.