O EFEITO FOTOELÉTRICO

EFEITO FOTOELÉTRICO

Nome: Diego Monteiro e Geovanna Coutinho

Data:  09 / 12  / 2021

INTRODUÇÃO

O efeito fotoelétrico foi descoberto pelo físico alemão Heinrich Rudolf Hertz, durante seus experimentos relacionados à produção de ondas eletromagnéticas. Em 1886, Hertz conduzia seus experimentos com chapas metálicas. Estudando a produção de descargas elétricas entre duas superfícies de metal em potenciais diferentes, ele observou que uma faísca proveniente de uma superfície gerava uma faísca secundária na outra. Durante esses experimentos, ele percebeu que a incidência de luz ultravioleta resultava em uma maior produção de faíscas. Através de seus experimentos, Hertz constatou que campos elétricos e magnéticos podem viajar como uma onda, verificando assim a teoria desenvolvida por James C. Maxwell.

O assistente de Hertz, Phillip Lenard, desenvolveu uma série de experimentos com o intuito de estabelecer uma relação entre a intensidade da luz e a energia dos elétrons emitidos. Lenard concluiu que não havia dependência entre essas duas coisas. Os resultados obtidos experimentalmente contradiziam a teoria clássica do eletromagnetismo de Maxwell e isso tornou-se um grande desafio para os físicos da época.

Em 1905, se utilizando da teoria de Max Planck sobre a quantização de energia, Albert Einstein explicou de forma satisfatória, o funcionamento do efeito fotoelétrico. A proposta utilizada por Einstein se chamava quantização do campo eletromagnético. Em 1900, Planck tentava, de todas as formas, explicar a emissão de corpo negro, e só conseguiu fazê-lo ao sugerir que a luz fosse quantizada, isto é, que apresentasse valores de energia múltiplos de uma quantidade menor. Apesar de Planck ter entendido que o seu feito era somente um artifício matemático capaz de explicar um fenômeno físico, Einstein acreditou que a luz realmente fosse formada por um grande número de partículas dotadas de energia. Futuramente, tais partículas viriam a ser chamadas de fótons. 

Robert Andrews Millikan, em 1914 utilizou a equação de Einstein do efeito fotoelétrico para fazer gráficos de potencial de corte x frequência de luz incidente. Com isso, ele percebeu que essa relação resultaria em uma reta com um coeficiente angular , valor este, conhecido como a Constante de Planck. Somado a isto, o valor do coeficiente linear desta reta será o valor da função trabalho da substância.  [pic 1]

METODOLOGIA

        Para a realização do experimento, utilizaremos o simulador disponibilizado [2] (link para o simulador nas referências).

        Iniciando nosso procedimento experimental, primeiramente escolhemos o material da nossa placa metálica em “options”, seguido de “metals”. Selecionamos alumínio.

        Em seguida, ajustamos a tensão elétrica para zero, assim percebemos que em determinadas faixas do espectro de luz visível, não há emissão de elétrons.

Trabalhamos agora com o Potássio (K), observando se a frequência de corte muda e também o que acontece quando mudamos a densidade dos fótons. (Questão 2)

(Questão 3) Agora, seguimos para a coleta das medições e também para a análise gráfica. Sendo assim, primeiramente vamos encontrar o potencial de corte. Selecionamos uma frequência acima da frequência de corte e depois aumentamos a tensão elétrica até que nossa corrente chegue a zero. O valor exibido em “Power Supply” é numericamente o mesmo valor do potencial de corte que desejamos. Repetindo esse procedimento algumas vezes, anotamos os valores obtidos e montamos uma tabela com tais dados (frequência e potencial de corte).