Hertz foi o físico alemão que demonstrou a existência da radiação eletromagnética, através da criação de equipamentos que emitiam e detectavam ondas de rádio. Hertz foi o físico alemão que demonstrou a existência da radiação eletromagnética, através da criação de equipamentos que emitiam e detectavam ondas de rádio.
Em 1887, Hertz desenvolvia experimentos sobre ondas eletromagnéticas (como a luz, por exemplo) e constatou que o brilho de algumas faíscas melhorava o desempenho de um detector. Em 1887, Hertz desenvolvia experimentos sobre ondas eletromagnéticas (como a luz, por exemplo) e constatou que o brilho de algumas faíscas melhorava o desempenho de um detector. Investigando, concluiu que a luz emitida modificava algo no terminal negativo do equipamento experimental, feito de bronze. Assim foi concebido o efeito fotoelétrico.
O efeito fotoelétrico (do grego: foto = luz) ocorre quando um feixe de luz incide sobre uma superfície metálica e consequentemente ejeta elétrons dela, sendo estes chamados de fotoelétrons. O efeito fotoelétrico (do grego: foto = luz) ocorre quando um feixe de luz incide sobre uma superfície metálica e consequentemente ejeta elétrons dela, sendo estes chamados de fotoelétrons.
Com a morte prematura de Hertz, o físico húngaro Lenard, seu auxiliar, prossegue suas pesquisas Com a morte prematura de Hertz, o físico húngaro Lenard, seu auxiliar, prossegue suas pesquisas
Lenard utilizava dispositivos experimentais feitos com placas de diferentes metais polidos colocados dentro de ampolas de vidro, não havendo ar em seu interior. Lenard utilizava dispositivos experimentais feitos com placas de diferentes metais polidos colocados dentro de ampolas de vidro, não havendo ar em seu interior.
Mesmo após a identificação do Efeito Fotoelétrico ainda havia muitas dúvidas a serem investigadas, afinal de contas, por que a luz conseguiria ejetar elétrons de alguns metais? Mesmo após a identificação do Efeito Fotoelétrico ainda havia muitas dúvidas a serem investigadas, afinal de contas, por que a luz conseguiria ejetar elétrons de alguns metais? Para Lenard, havia dois problemas precisando de solução...
1º) A existência de um limiar de frequência 1º) A existência de um limiar de frequência Alguns tipos de luzes conseguiam emitir elétrons e outros não. Os fotoelétrons só eram emitidos para frequências acima de determinado valor, conhecido como limiar de frequência.
A Frequência de uma onda pode ser explicada em termos de seu comprimento de onda. O comprimento de onda ()é a distância que a onda percorre para realizar uma oscilação completa. A Frequência de uma onda pode ser explicada em termos de seu comprimento de onda. O comprimento de onda ()é a distância que a onda percorre para realizar uma oscilação completa.
2º) A inexistência do tempo de retardamento 2º) A inexistência do tempo de retardamento Se a luz incidente não tivesse energia suficiente para emitir o elétron, a superfície metálica absorveria energia até que acumulasse o suficiente para ejetá-lo. Este tempo de absorção de energia é o tempo de retardamento, porém ele não é observado.
Em 1900, Planck, importante físico alemão, propôs uma nova concep-ção que causaria mudan-ças profundas na Física. Em 1900, Planck, importante físico alemão, propôs uma nova concep-ção que causaria mudan-ças profundas na Física.
Na época, já se sabia que os corpos emitiam energia através de ondas eletromagnéticas (chamada energia radiante), mas não se sabia de que forma. Na época, já se sabia que os corpos emitiam energia através de ondas eletromagnéticas (chamada energia radiante), mas não se sabia de que forma.
Planck propôs que essa energia emitida era quantizada em um corpo. Planck propôs que essa energia emitida era quantizada em um corpo. Isso significa que ela poderia possuir apenas valores múltiplos de uma quantidade elementar de energia, chamada por Planck de quantum.
Adotando a ideia de quantum, Planck não só resolveu o problema da emissão da energia radiante como forneceu um princípio à Física que causaria uma enorme revolução. Adotando a ideia de quantum, Planck não só resolveu o problema da emissão da energia radiante como forneceu um princípio à Física que causaria uma enorme revolução. A energia radiante seria emitida pelos corpos através de quanta, que podem ser interpretados como “pacotes” de energia.
Segundo Planck, a energia de cada quantum depende da frequência da radiação com a qual ele foi emitido. Segundo Planck, a energia de cada quantum depende da frequência da radiação com a qual ele foi emitido. A energia total liberada é proporcional ao número de quanta emitidos.
Matematicamente, a energia emitida foi representada por: Matematicamente, a energia emitida foi representada por:E = n.h.
Onde E é a energia total emitida, sua frequência e n (n = 0, 1, 2, 3, ...) o número de quanta. h é conhecida como Constante de Planck.
Os estudos de Planck permitiram a explicação da existência do limiar de frequencia. Os estudos de Planck permitiram a explicação da existência do limiar de frequencia. A energia da radiação eletromagnética é diretamente proporcional à frequência. Dessa forma, luzes com baixas frequências possuem menor energia, assim não emitem fotoelétrons em muitos casos, ao contrário do que ocorre com luzes com altas frequências.
O efeito fotoelétrico torna-se mais evidente com radiação violeta ou ultravioleta, que possuem maiores frequências, como observado no espectro eletromagnético. O efeito fotoelétrico torna-se mais evidente com radiação violeta ou ultravioleta, que possuem maiores frequências, como observado no espectro eletromagnético.
Mesmo após esses avanços, ainda havia uma incógnita: o tempo de retardamento. Mesmo após esses avanços, ainda havia uma incógnita: o tempo de retardamento. Ainda que a luz com baixas frequências não ejetasse elétrons imediatamente, o metal conseguiria acumular energia para posteriormente ejetá-los, algo aceitável para uma onda eletromagnética, mas que não acontecia.
Com isso veio uma grande dúvida: ou a teoria ondulatória da luz estava errada ou a propagação eletromagnética não era um fenômeno ondulatório. Com isso veio uma grande dúvida: ou a teoria ondulatória da luz estava errada ou a propagação eletromagnética não era um fenômeno ondulatório.
A nova incerteza acerca da natureza da luz durou cerca de cinco anos, sendo construída uma nova solução em 1905. A nova incerteza acerca da natureza da luz durou cerca de cinco anos, sendo construída uma nova solução em 1905.
Em 1905, Einstein inspirou-se em Planck para buscar uma nova explicação para a natureza da luz. Em 1905, Einstein inspirou-se em Planck para buscar uma nova explicação para a natureza da luz.
Einstein, baseado na ideia de Planck, adotou a hipótese de que a energia não está localizada em quanta apenas quando é emitida por um corpo, mas que também possui a mesma característica quando está dispersa pelo espaço. Einstein, baseado na ideia de Planck, adotou a hipótese de que a energia não está localizada em quanta apenas quando é emitida por um corpo, mas que também possui a mesma característica quando está dispersa pelo espaço.
Nesse caso a luz, enquanto onda eletromagnética, também estaria reunida nesses pacotes, chamados por Einstein de corpúsculos de luz, sendo posteriormente batizados como fótons. Nesse caso a luz, enquanto onda eletromagnética, também estaria reunida nesses pacotes, chamados por Einstein de corpúsculos de luz, sendo posteriormente batizados como fótons.
Cada fóton possui uma energia associada a si, ou seja, segundo Einstein, adequando os resultados de Planck, a energia de um fóton é: Cada fóton possui uma energia associada a si, ou seja, segundo Einstein, adequando os resultados de Planck, a energia de um fóton é:E = h.
A partir desse instante, a luz passou a ser interpretada como um conjunto de partículas, ou seja, passou a existir um caráter corpuscular para a luz. A partir desse instante, a luz passou a ser interpretada como um conjunto de partículas, ou seja, passou a existir um caráter corpuscular para a luz.
No efeito fotoelétrico, um fóton penetra em uma superfície metálica e transfere para um único elétron toda sua energia. No efeito fotoelétrico, um fóton penetra em uma superfície metálica e transfere para um único elétron toda sua energia. Se essa energia for suficiente, o elétron abandona o metal imediatamente, caso contrário, permanecerá preso a ele. Dessa maneira, a interpetação da luz como fóton explica a ausência do tempo de retardamento.
A comprovação experimental para o efeito fotoelétrico só foi obtida em 1916, pelo físico estadunidense Robert Millikan (1868-1953), que que se dedidou a esta pesquisa desde 1906. A comprovação experimental para o efeito fotoelétrico só foi obtida em 1916, pelo físico estadunidense Robert Millikan (1868-1953), que que se dedidou a esta pesquisa desde 1906.
Então, o que é a
Embora o efeito fotoelétrico só tenha sido completamente explicado a partir da adoção do fóton (luz enquanto partícula), há outros fenômenos que são perfeitamente explicados somente pelo seu caráter ondulatório (luz enquanto onda), como a difração e a interferência. Embora o efeito fotoelétrico só tenha sido completamente explicado a partir da adoção do fóton (luz enquanto partícula), há outros fenômenos que são perfeitamente explicados somente pelo seu caráter ondulatório (luz enquanto onda), como a difração e a interferência.
Dessa forma, não podemos dizer que a luz é apenas uma onda ou apenas uma partícula, já que ela pode apresentar ambos os comportamentos. Dessa forma, não podemos dizer que a luz é apenas uma onda ou apenas uma partícula, já que ela pode apresentar ambos os comportamentos. Por esse motivo, é possível dizer que na luz há uma dualidade onda-partícula.
A luz apresenta apenas uma característica por vez, ou seja, ou se manifesta como onda ou se manifesta como partícula. A luz apresenta apenas uma característica por vez, ou seja, ou se manifesta como onda ou se manifesta como partícula.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASCARUSO, F.; OGURI, V. (2006). Física Moderna – Origens Clássicas e Fundamentos Quânticos. Campus. Rio de Janeiro.EISBERG, R.; RESNICK, R. (1979). Física Quântica. Campus. Rio de Janeiro.GASPAR, A. (2003). Física - Mecânica, v.1.Ática. São Paulo.HEWITT, P.G. (2002). Física Conceitual. Artmed. Porto Alegre, 2002.
CRÉDITOS DAS IMAGENS E ANIMAÇÕES CRÉDITOS DAS IMAGENS E ANIMAÇÕES A seguir estão relacioadas as fontes das imagens e animações e os slides nos quais foram utilizadas.Autor: slides 07, 07, 10, 20, 21, 24 e 33.Tirinhas de Física: slides 42, 43 e 47.Wikipedia: slides 03, 06, 11, 14, 22, 30, 31, 32 e 46.
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