O EFEITO FOTOELÉTRICO

 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1

O QUE É O EFEITO FOTOELÉTRICO?

R: O efeito fotoelétrico ocorre quando uma placa metálica é exposta a uma radiação eletromagnética de frequência alta, por exemplo, um feixe de luz, e este arranca elétrons da placa metálica.

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31/08/2017 12:30

• Sódio – Escolha a intensidade da luz a ser dirigida na placa. Vá aumentando o valor da intensidade e veja o que ocorre.

R: Ao aumentarmos a intensidade é possível notar o aumento do número de fótons injetados na placa.

• Fixe a intensidade em 50%. Em seguida, selecione o comprimento de onda de 600 nm, da radiação incidente na placa. O que acontece?

R: Com estás configurações não ocorre a extração de elétrons.

• Determine a energia do fóton incidente, em eV, na situação anterior. Dado: 1eV = 1,6.10-19J.

R:[pic 1][pic 2]

• O que ocorre se aumentarmos, aos poucos, o comprimento de onda da radiação incidente? E se diminuirmos? Explique.

R: Ao aumentarmos o comprimento de onda ocorre a diminuição da frequência e a mudança da cor da luz correspondente. No entanto, ao diminuirmos o comprimento de onda também ocorre a alteração da cor da luz porém a frequência se torna maior e alta o suficiente para arrancar elétrons da placa.

• Determine, para o sódio, o comprimento de onda máximo para que ocorra o efeito fotoelétrico. Anote.

R: 539 nm

• Determine o trabalho de extração fotoelétrica do sódio (W), em eV, usando o resultado anterior.

[pic 3][pic 4]

• Anote os gráficos corrente versus tensão, corrente versus intensidade da radiação e energia do elétron versus frequência da luz. Comente cada um deles e justifique-os fisicamente.

[pic 5][pic 6][pic 7]

R:

• Aumente a intensidade da luz, fixando o comprimento de onda máximo para que ocorra o EFE. Observe atentamente o comportamento do gráfico corrente versus intensidade da luz. O que ocorre?

R:

• Repita o procedimento anterior para outro metal, por exemplo, o magnésio. Anote os resultados e discuta-os.

Questões

1. Em um laboratório de física, estudantes fazem um experimento em que radiação eletromagnética de comprimento de onda [pic 8] nm incide em uma placa de sódio, provocando a emissão de elétrons. Os elétrons escapam da placa de sódio com energia cinética máxima [pic 9], sendo E a energia de um fóton da radiação e W a energia mínima necessária para extrair um elétron da placa. A energia de cada fóton é E = h f, sendo h a constante de Planck e f a frequência da radiação. Adote:

[pic 10] 

Determine:

a) a frequência f da radiação incidente na placa de sódio;

b) a energia E de um fóton dessa radiação;

c) a energia cinética máxima Ec de um elétron que escapa da placa de sódio;

d) a frequência f0 da radiação eletromagnética, abaixo da qual é impossível haver emissão de elétrons da placa de sódio.

A) B)[pic 11][pic 12]

C)              D) [pic 13][pic 14]

1. Em 1905, Einstein propôs uma teoria simples e revolucionária para explicar o efeito fotoelétrico, a qual considera que a luz é constituída por partículas sem massa, chamadas de fótons. Cada fóton carrega uma energia dada por [pic 15] onde h é a constante de Planck, e [pic 16] é a frequência da luz. Einstein relacionou a energia cinética, [pic 17] com que o elétron emerge da superfície do material, à frequência da luz incidente sobre ele e à função trabalho, [pic 18] através da equação [pic 19] A função trabalho [pic 20] corresponde à energia necessária para um elétron ser ejetado do material.  Em uma experiência realizada com os elementos Potássio (K), Chumbo (Pb) e Platina (Pt), deseja-se obter o efeito fotoelétrico fazendo incidir radiação eletromagnética de mesma frequência sobre cada um desses elementos. Dado que os valores da função trabalho para esses elementos são WK = 2,1 eV, WPb = 4,1 eV e WPt = 6,3 eV, é correto afirmar que o efeito fotoelétrico será observado, nos três elementos, na frequência

R: Primeiramente devemos escolher o valor de W (trabalho) de maior valor necessário para arrancar elétrons, para que possa atender todos os materiais. Sendo assim escolhemos WPt = 6,3 eV

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