1- Explique os três principais problemas incompatíveis com a mecânica clássica para o efeito fotoelétrico.
Passo 1
O enunciado pede que expliquemos por que a teoria clássica do eletromagnetismo (onde a luz é apenas uma onda contínua) não consegue explicar o efeito fotoelétrico. O conteúdo envolve a relação entre intensidade e frequência da luz versus a energia dos elétrons emitidos, além dos resultados experimentais de Millikan e outros.
Passo 2
Pela teoria clássica, a energia transportada pela onda eletromagnética incide continuamente no metal e cresce com a intensidade da luz. Logo, esperaríamos que a energia cinética máxima dos elétrons emitidos aumentasse se aumentássemos a intensidade, independentemente da frequência. Experimentalmente, porém, observa-se que a energia cinética máxima
dos elétrons só depende da frequência
da luz (segundo
) e é independente da intensidade. Essa contradição é o primeiro problema.
Passo 3
Outra previsão clássica é que qualquer frequência de luz, por menor que seja, deveria ejetar elétrons desde que a intensidade fosse grande o suficiente. Nos experimentos, porém, há uma frequência de corte
abaixo da qual não ocorre emissão, seja qual for a intensidade. Esse fato (emissão só para
) não cabe na teoria clássica e é o segundo problema.
Passo 4
Segundo o modelo clássico, como a energia vai se acumulando gradualmente na superfície, haveria um atraso (tempo de latência) entre ligar a luz e a emissão de elétrons, especialmente em intensidades fracas. Na prática, a emissão é praticamente instântanea (menor que
s) e não apresenta retardo detectável. Essa ausência de tempo de atraso constitui o terceiro problema.
Resposta
- A energia cinética dos elétrons depende da frequência da luz e não da intensidade.
- Existe uma frequência de corte abaixo da qual não há emissão, independentemente da intensidade.
- A emissão é praticamente instantânea, sem o atraso previsto pela acumulação gradual de energia.