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 = h\nu, e cada fóton pode arrancar um elétron, fornecendo energia para vencer a função trabalho \varphi do metal.

Passo 3

Classicamente, a luz era vista como onda contínua. Esperava-se que \text{(i)}\quad \text{o número de elétrons emitidos aumentasse com a intensidade da luz,} \text{(ii)}\quad \text{a energia cinética máxima desses elétrons aumentasse também com a intensidade,} \text{(iii)}\quad \text{não existisse frequência‐limite: qualquer luz, por fraca que seja, acabaria emitindo elétrons após tempo suficiente.}úééáééãêéó

Passo 4

Experimentalmente, observou-se que \text{(a)}\quad \text{não há emissão abaixo de uma frequência‐limite \(\nu_0, mesmo que a intensidade seja alta;} (b)\quad a energia cinética máxima dos elétrons é dada por) K_{\max}=h\nu-\varphi, \text{independente da intensidade, mas aumentando linearmente com a frequência \(\nu;} (c)\quad a emissão é praticamente instantânea ao iluminar.)

Passo 5

Para medir h, ilustra‐se o gráfico do potencial de parada V_s em função de \nu. Sabe-se que
eV_s=K_{\max}=h\nu-\varphi,
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V_s=\frac{h}{e}\,\nu - \frac{\varphi}{e}.
Traçando V_s versus \nu, obtém-se uma reta cuja inclinação é \dfrac{h}{e}. Como e é conhecido, basta calcular essa inclinação para achar h.

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 \nu_0, a energia cinética máxima segue K_{\max}=h\nu-\varphi e independe da intensidade, e a emissão é instantânea. Para medir h, registra-se o potencial de parada V_s em função da frequência \nu; a inclinação da reta V_s(\nu) vale h/e, permitindo determinar h.

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