Efeito fotoelétrico
O efeito fotoelétrico mostrou que a luz transfere energia em pacotes discretos chamados fótons. Ele ajudou a estabelecer o modelo quântico da luz.
Luz como fótons
No modelo de fótons, cada fóton carrega energia igual a hf, em que h é a constante de Planck e f é a frequência. Luz mais intensa significa mais fótons, mas a energia de cada fóton depende da frequência, não da intensidade.
Frequência de corte
Elétrons só são emitidos se cada fóton tiver energia suficiente para superar a função trabalho do material. Isso cria uma frequência de corte abaixo da qual nenhum elétron é liberado, mesmo que a luz seja intensa.
Use a simulação para testar a ideia
Altere a frequência da luz e a superfície metálica na simulação para ver quando fotoelétrons aparecem. Compare a frequência de corte e o potencial de frenagem com as previsões da equação de Einstein.
Efeito Fotoelétrico
A luz não atinge um metal como uma onda suave — ela chega em pequenos pulsos chamados fótons, cada um carregando uma quantidade fixa de energia. Um elétron escapa apenas se a energia de um único fóton for pelo menos tão grande quanto a função trabalho do metal, a energia que normalmente mantém o elétron no lugar. Qualquer energia que sobra se torna a energia cinética do elétron quando ele voa para longe.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — energia cinética máxima (eV): a maior energia que um elétron ejetado carrega embora
- h — constante de Planck (eV·s): constante minúscula que liga a frequência de um fóton à sua energia
- f — frequência (Hz): quantas ondas de luz chegam a cada segundo
- φ — função trabalho (eV): energia mínima necessária para arrancar um elétron do metal
Um fóton atingindo uma superfície de sódio carrega 3.1 eV de energia. A função trabalho do sódio é 2.1 eV. Qual é a energia cinética máxima de um elétron ejetado?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV