Faça uma breve descrição sobre o efeito fotoelétrico e o aparato utilizado para observá-lo na prática.

Passo 1

O enunciado pede uma breve descrição do efeito fotoelétrico e do aparto experimental usado para observá-lo. O conteúdo envolve conceitos de fótons, energia cinética de elétrons e montagem de um tubo fotoelétrico com medidores de corrente e tensão.

Passo 2

O efeito fotoelétrico é o fenômeno em que um metal, quando iluminado por luz de frequência suficientemente alta, emite elétrons. Segundo a explicação de Einstein, a luz é constituída de fótons, cada um com energia \displaystyle h\nu, onde h é a constante de Planck e \nu a frequência. Parte dessa energia é gasta para vencer a função trabalho do metal \Phi, e o restante aparece como energia cinética máxima dos elétrons emitidos:
K_{\text{max}} = h\nu - \Phi.

Passo 3

O aparato básico é um tubo fotoelétrico evacuado, contendo:
\bullet um cátodo metálico sensível à luz, conectado a um circuito externo;
\bullet um ânodo coletor de elétrons, geralmente em forma de grade ou placa oposta ao cátodo;
\bullet uma fonte de luz monocromática (lampada com filtro ou fonte de descarga + monocromador) que incide sobre o cátodo;
\bullet um amperímetro para medir a corrente de elétrons emitidos e um voltímetro para aplicar tensão de retardamento entre cátodo e ânodo.

Passo 4

Na prática, ajusta-se a tensão inversa (tensão de corte) até que a corrente coletada caia a zero. Nesse ponto, a energia cinética máxima dos elétrons emitidos é igual à carga elementar vezes a tensão de corte. Variando a frequência da luz e medindo a tensão de corte, verifica-se que K_{\text{max}} cresce linearmente com \nu, confirmando a relação de Einstein.

Resposta

O efeito fotoelétrico ocorre quando fótons com energia \displaystyle h\nu atingem um metal e liberam elétrons cuja energia cinética máxima é \displaystyle K_{\text{max}}=h\nu-\Phi. Experimentalmente, utiliza-se um tubo evacuado com cátodo metálico, ânodo coletor, fonte de luz monocromática e instrumentos de medição (amperímetro e voltímetro) para obter a curva corrente versus tensão e determinar, ao variações de frequência, a constante de Planck e a função trabalho do metal.

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