O que é efeito fotoelétrico? Que resultado era esperado classicamente? Quais foram os obtidos? De que forma você poderia utilizar esse efeito para medir a Constante de Planck?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o efeito fotoelétrico, comparar o que a física clássica previa com o que foi observado e mostrar como usar esse efeito para determinar a constante de Planck. O conteúdo é da mecânica quântica no contexto da interação luz-matéria.
Passo 2
O efeito fotoelétrico é a emissão de elétrons por uma superfície metálica quando ela é iluminada por luz. No modelo quântico de Einstein, a luz é composta de fótons de energia
, e cada fóton pode arrancar um elétron, fornecendo energia para vencer a função trabalho
do metal.
Passo 3
Classicamente, a luz era vista como onda contínua. Esperava-se que
Passo 4
Experimentalmente, observou-se que
, mesmo que a intensidade seja alta;} (b)\quad a energia cinética máxima dos elétrons é dada por)
;} (c)\quad a emissão é praticamente instantânea ao iluminar.)
Passo 5
Para medir
, ilustra‐se o gráfico do potencial de parada
em função de
. Sabe-se que
logo
Traçando
versus
, obtém-se uma reta cuja inclinação é
. Como
é conhecido, basta calcular essa inclinação para achar
.
Resposta
O efeito fotoelétrico é a emissão de elétrons de um metal sob luz incidente. Classicamente esperava-se emissão a qualquer frequência, com energia dos elétrons crescendo com intensidade. Na prática, só ocorre acima de uma frequência-limite
, a energia cinética máxima segue
e independe da intensidade, e a emissão é instantânea. Para medir
, registra-se o potencial de parada
em função da frequência
; a inclinação da reta
vale
, permitindo determinar
.