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Experimentos e conceitos básicos do efeito fotoelétrico

Carlos Alberto dos SantosProfessor Visitante

Departamento de Ciências Exatas e NaturaisUniv. Federal Federal Rural do Semi-Árido

carlos.alberto@ufersa.edu.brcas.ufrgs@gmail.com

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http://pt.slideshare.net/casifufrgs/

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O contexto histórico da descoberta e a explicação do efeito fotoelétrico encontram-se no texto O FÓTON E SUA ATRIBULADA EXISTÊNCIA DE 1905 A 1925, disponível na página oficial da disciplina http://sigaa.ufersa.edu.br/sigaa/portais/docente/docente.jsf

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Sumário

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1. O experimento de Hertz2. Os experimentos de

Lenard3. A explicação de Einstein4. Os experimentos de

Millikan

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O Experimento de Hertz

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Antes de Lenard: Hallwachs, Stoletov e Righi

1.Quando luz ultravioleta incide sobre uma superfície metálica, partículas negativamente carregadas são liberadas

2.Não se sabia qual a natureza dessas partículas.

3.Muitos pesquisadores acreditavam na dissociação das moléculas do ar após contato com a superfície irradiada. Eram essas as cargas que fariam parte da fotocorrente.

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Os Experimentos de Lenard

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Resultados obtidos por Lenard

1.Mediu a relação e/m do elétron.

2.Estudou a relação entre a fotocorrente que chega no anodo e o potencial aplicado no catodo.

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Nas medidas de Lenard, V0=2 volts, e a corrente saturava quando o potencial atingia valores entre 10 e 15 Volts.

Potencialde corte

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1. A fotocorrente é estritamente proporcional à intensidade da luz incidente.

2. O potencial de corte independe da intensidade da luz.

3. Para um dado material do catodo, a velocidade máxima, ou energia cinética máxima dos elétrons é proporcional ao potencial de corte, e este depende do tipo de luz. Portanto, a velocidade máxima dos elétrons depende do tipo de luz.

Ueber die lichtelektrische Wirkung (Sobre o efeito fotoelétrico). Annalen der Physik, vol. 8, p. 149-198, 1902

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A teoria do gatilho de Lenard

Ao invés de transferir energia para o elétron, a luz apenas estimula o átomo a liberar o elétron através de um processo de ressonância. Uma vez livre, o elétron se desloca com uma velocidade determinada pela estrutura atômica.

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Falha de Lenard

Deveria ter investigado a correlação entre frequência de luz e velocidade dos elétrons.

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A explicação de Einstein

A superfície metálica é penetrada pelos quanta de luz, cuja energia é convertida, pelo menos parcialmente, em energia cinética dos elétrons. A concepção mais simples é de que o quantum de luz transfere toda sua energia para o elétron.

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A equação de Einstein

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Animação NOA-UFPB

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Os Experimentos de Millikan

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A questão da função trabalho

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Muito obrigado