terça-feira, 9 de novembro de 2010

Efeito Fotoelétrico


    O efeito fotoelétrico é o arrancamento de elétrons de um corpo, geralmente metálico, por efeito da incidência de radiação eletromagnética.
     No dispositivo experimental que permite estudar as características do efeito fotoelétrico, entre as placas metálicas A e B existe uma diferença de potencial variável V igual a VA - VB.



     Sem a incidência de radiação eletromagnética, não existe corrente elétrica no circuito.
     Com a incidência de radiação eletromagnética na placa B, mantida num potencial elétrico menor que a placa A, existe uma corrente elétrica que pode ser medida pelo galvanômetro.
     Mesmo que a placa B seja mantida num potencial maior que a placa A, ainda assim pode aparecer corrente elétrica no circuito.
     A corrente é causada pela radiação eletromagnética, que arranca elétrons da superfície da placa B.
     Com a incidência de radiações eletromagnéticas de mesma freqüência, mas com intensidades diferentes, obtém-se um comportamento linear da corrente (i) em função da intensidade (I) da radiação.


     Isso significa que o número de elétrons arrancados é diretamente proporcional à intensidade da radiação eletromagnética incidente.
     Com a incidência de radiações eletromagnéticas de mesma freqüência, mas com intensidades diferentes, obtém-se o seguinte comportamento para a corrente (i) em função da diferença de potencial (V) entre as placas.


     Isso significa que, para uma dada intensidade da radiação incidente, existe corrente se V é positiva, ou seja, VA > VB, e também existe corrente mesmo que V seja negativa, isto é, VA < VB, até certo valor - Vo, ou seja, até que:

     VA - VB = - Vo

     A diferença de potencial Vo, a partir da qual se interrompe a corrente, se chama potencial de corte.
     Com essa diferença de potencial, os elétrons arrancados da placa B que têm a máxima energia cinética são desacelerados no seu movimento em direção à placa A e ficam em repouso momentâneo a apenas uma distância infinitesimal dessa placa.
     E como o trabalho realizado pelo campo elétrico que existe entre as placas sobre cada elétron que se desloca da placa B até a placa A é igual ao produto da carga do elétron pela diferença de potencial entre as placas, o teorema trabalho-energia cinética, expresso matematicamente por W = DK, permite escrever:

     eVo = Kmax

     Desta forma, o potencial de corte Vo está associado à energia cinética máxima dos elétrons arrancados pelo efeito fotoelétrico (fotoelétrons).
     Tomando radiações eletromagnéticas de diferentes freqüências obtém-se o comportamento mostrado a seguir para o potencial de corte (Vo) em função da freqüência da radiação (n), independentemente da intensidade da radiação.


     Isso significa que a energia dos fotoelétrons é independente da intensidade da radiação eletromagnética incidente e depende, isso sim, da freqüência da radiação.
     A freqüência mínima (no) da radiação eletromagnética para que exista o efeito fotoelétrico é chamada limiar vermelho do efeito fotoelétrico e depende da substância de que é feita a placa sobre a qual incide a radiação.
     Finalmente, tomando radiações eletromagnéticas de diferentes freqüências e intensidades, nenhum retardo é observado entre o instante em que a radiação eletromagnética atinge a superfície da placa B e o instante em que os elétrons são arrancados.
     Em resumo, as características do efeito fotoelétrico são as seguintes:
  • O número de elétrons arrancados é diretamente proporcional à intensidade da radiação eletromagnética incidente.
  • O potencial de corte é o mesmo qualquer que seja a intensidade da radiação eletromagnética incidente.
  • A energia dos elétrons arrancados depende da freqüência e não da intensidade da radiação eletromagnética incidente.
  • Não existe retardo entre o instante em que a radiação eletromagnética atinge a superfície da placa e o instante em que aparecem os elétrons arrancados.

     Experimento com o Efeito Fotoelétrico

     A noção de força elétrica tem origem em experimentos simples. Por exemplo, se, num dia seco, um bastão de plástico é esfregado com pelo de animal e depois aproximado de alguns pedacinhos de papel, estes serão atraídos.
     Como resultado da fricção, o bastão fica eletrizado com carga elétrica negativa.
     A presença de carga elétrica em excesso no bastão (e em qualquer outro corpo) pode ser detectada por meio de um eletroscópio.
     Um eletroscópio pode ser construído com uma garrafa de vidro, uma rolha e uma haste metálica, onde uma pequena lâmina, também metálica, está articulada.


     Se o bastão está carregado, encostando-o à haste, a pequena lâmina passa a formar um ângulo com ela, assinalando a presença de carga no eletroscópio.
     O sinal da carga em excesso no eletroscópio (e no bastão) pode ser determinado pelo efeito fotoelétrico.
     Se incide radiação eletromagnética de freqüência apropriada sobre a haste do eletroscópio e o ângulo formado pela pequena lâmina diminui, assinalando uma diminuição da carga em excesso no eletroscópio devido à emissão de elétrons causada pelo efeito fotoelétrico, a carga é negativa.

FONTE:

obrigado pela visita

Related Posts with Thumbnails