Discuta quais características experimentais do efeito fotoelétrico podem ser explicadas por um modelo clássico da luz e quais não podem, ou seja, necessitam de uma teoria quântica para serem explicadas.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente analisar quais características experimentais do efeito fotoelétrico conseguem ser explicadas pelo modelo clássico da luz e quais não conseguem, precisando que a gente use a teoria quântica para entender. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre o que é o efeito fotoelétrico, como o modelo clássico da luz funciona e onde ele falha, o que a teoria quântica resolve.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o efeito fotoelétrico. Basicamente, quando a luz incide sobre um material, ela pode liberar elétrons desse material. Agora, o modelo clássico da luz vê a luz como uma onda eletromagnética contínua. Segundo esse modelo, a energia da luz deveria aumentar com a intensidade da onda e o tempo de exposição.
Passo 3
Uma característica observada no efeito fotoelétrico é que os elétrons são emitidos instantaneamente assim que a luz atinge o material, independente da intensidade da luz. Pelo modelo clássico, a energia dos elétrons liberados dependeria tanto da intensidade da luz quanto da frequência, e haveria um atraso no tempo para acumular energia suficiente para liberar os elétrons. Isso não acontece na prática.
Passo 4
Outra coisa é que existe uma frequência mínima da luz, chamada frequêencia de corte, abaixo da qual não ocorre emissão de elétrons, não importa a intensidade da luz. O modelo clássico não prevê essa frequência mínima; segundo ele, aumentando a intensidade sempre deveria liberar mais elétrons, sem se importar com a frequência.
Passo 5
Aqui é onde entra a teoria quântica. Einstein propôs que a luz é feita de partículas chamadas fótons, cada um com uma energia proporcional à sua frequência, dada por $ E = h \nu $, onde $ h $ é a constante de Planck e $ \nu $ é a frequência. Segundo essa ideia, um fóton deve ter energia suficiente para liberar um elétron. Isso explica por que há uma frequência mínima: se o fóton não tem energia suficiente, ele não consegue liberar o elétron, independentemente da intensidade.
Resposta
Então, resumindo, o modelo clássico da luz não consegue explicar características como a emissão instantânea dos elétrons e a existência de uma frequência mínima para a emissão. Essas características só são explicadas corretamente pela teoria quântica da luz, que considera a luz como feita de fótons com energia discreta.