Efeito Fotoeletrico

O Efeito Fotoelétrico

Efeito Fotoelétrico é a emissão de elétrons de um material, geralmente metálico, quando ele é submetido à radiação eletromagnética. Ela tem larga aplicação no cotidiano como, por exemplo, a contagem do número de pessoas que passam por um determinado local, como também na aplicação dos exemplos dados anteriormente. A aplicação desse efeito acontece através das células fotoelétricas ou fotocélulas, as quais podem ser de vários tipos como, por exemplo, a célula foto emissiva e a célula fotocondutiva.

Mas o que vem a ser célula fotoelétrica? São dispositivos que têm a capacidade de transformar energia luminosa, seja ela proveniente do Sol ou de qualquer outra fonte, em energia elétrica. Essa célula pode funcionar como geradora de energia elétrica ou mesmo como sensor capaz de medir a intensidade luminosa, como nos casos das portas de shoppings.

Existem vários tipos de células fotoelétricas, dentre as quais podemos citar algumas que têm larga utilização atualmente, como: Silício Cristalino, Silício Amorfo, CIGS, Arseneto de Gálio e Telureto de Cádmio. Essas células são aplicadas tanto em painéis solares como também em monitores de LCD e de plasma.

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. O efeito fotoelétrico parece simples, mas intrigou bastantes cientistas, só em 1905 Einstein explicou devidamente este efeito e com isso ganhou o Prêmio Nobel.

Uma das dúvidas que se tinha a respeito era que quanto mais se diminuía a intensidade do feixe de luz o efeito ia desaparecendo e a respeito da frequência da fonte luminosa também intrigava muito os cientistas, pois ao reduzir a frequência da fonte abaixo de certo valor o efeito desaparecia (chamado de frequência de corte), ou seja, para frequências abaixo deste valor independentemente de qualquer que fosse a intensidade, não implicava na saída de nenhum único elétron que fosse da placa metálica.

Mais tarde Einstein com a teoria dos fótons explicou que, a intensidade de luz é proporcional ao número de fótons e que como consequência determina o número de elétrons a serem arrancados da superfície da placa metálica e, quanto maior a frequência maior é a energia adquirida pelos elétrons assim eles saem da placa e abaixo da frequência de corte, os elétrons não recebem nenhum tipo de energia, assim não saem da placa.

Placa metálica incidida por luz e perdendo elétrons devido o efeito fotoelétrico.

O efeito foi observado pela primeira vez em 1887, de forma acidental por Frank Hertz, logo após ele ter demonstrado a natureza ondulatória da luz. Em 1899, J. J. Thomsom demonstrou que as partículas ejetadas da placa de metal eram elétrons. O grande problema do efeito era que a energia dos elétrons ejetados não mudava com a intensidade da luz incidente, enquanto se esperava que a energia deles aumentasse quando expostos a um maior fluxo de energia eletromagnética.

Ironicamente, o efeito fotoelétrico exibe o aspecto de partícula da luz, que tem um aspecto dual e dependendo do experimento ela pode se manifestar ora como onda ora como partícula.

A Hipótese Quântica formulada por Max Planck para resolver o problema