Efeito Fotoelétrico

O que é Efeito Fotoelétrico?

O efeito fotoelétrico ocorre quando uma luz de determinada frequência incide numa superfície de metal e faz com que elétrons sejam ejetados da superfície, ou seja, sendo a placa metálica exposta a uma radiação eletromagnética de frequência alta, por exemplo, um feixe de luz, e este arranca elétrons da placa.

         O efeito fotoelétrico parece simples, mas intrigou bastantes cientistase  só em 1905, Einstein explicou devidamente este efeito e com isso ganhou o Prêmio Nobel.

Uma das dúvidas que se tinha era a respeito de que quanto mais se diminuía a intensidade do feixe de luz o efeito ia desaparecendo e a respeito da frequência da fonte luminosa também intrigava muito os cientistas, pois ao reduzir a frequência da fonte abaixo de um certo valor o efeito desaparecia (chamado de frequência de corte), sendo assim, para frequências abaixo deste valor independentemente de qualquer que fosse a intensidade, não implicava na saída de nenhum único elétron que fosse da placa metálica.

Mais tarde Einstein com a teoria dos fótons explicou que, a intensidade de luz é proporcional ao número de fótons e que como consequência determina o número de elétrons a serem arrancados da superfície da placa metálica e, quanto maior a frequência maior é a energia adquirida pelos elétrons assim eles saem da placa e abaixo da frequência de corte, os elétrons não recebem nenhum tipo de energia, assim não saem da placa.        

A aplicação desse efeito acontece através das células fotoelétricas ou fotocélulas, as quais podem ser de vários tipos como, por exemplo, a célula fotoemissiva e a célula fotocondutiva. Mas o que vem a ser célula fotoelétrica? São dispositivos que têm a capacidade de transformar energia luminosa, seja ela proveniente do Sol ou de qualquer outra fonte, em energia elétrica. Essa célula pode funcionar como geradora de energia elétrica ou mesmo como sensor capaz de medir a intensidade luminosa, como nos casos das portas de shoppings.

Existem vários tipos de células fotoelétricas, dentre as quais podemos citar algumas que têm larga utilização atualmente, como: Silício Cristalino, Silício Amorfo, CIGS, Arseneto de Gálio e Telureto de Cádmio. Essas células são aplicadas tanto em painéis solares como também em monitores de LCD e de plasma.

         Ela tem larga aplicação no cotidiano como, por exemplo, a contagem do número de pessoas que passam por um determinado local, o funcionamento das portas de shoppings que se abrem sozinhas, o sistema de iluminação que acende e apaga sozinho ou mesmo os sistemas de alarme que ligam e desligam automaticamente.

http://agoniasdeumfisico.wordpress.com/2010/11/05/o-efeito-fotoeletrico-aplicacoes/

http://efeitofotoeletricoecompton.webnode.com.br/aplica%c3%a7%c3%a3o/

http://www.fisica.net/quantica/curso/aplicacoes_do_efeito_fotoeletrico.php

Conclusão Efeito Fotoelétrico

     Vimos que a aplicação desse efeito, ou seja, a emissão de elétrons ocorre por meio de células fotoelétricas, que são dispositivos com a capacidade de transmitir luminosidade em energia elétrica. Podemos ver o efeito fotoelétrico nas portas de shoppings.

      O efeito fotoelétrico foi descoberto por Albert Einstein em 1905 e por isso ganhou Premio Nobel pelo fato. Depois descobriu a teoria dos fótons, que dizia que a intensidade de luz é proporcional ao numero de fótons e como consequência conseguimos determinar o numero de elétrons na superfície metálica e que quanto maior a frequência maior energia adquirida.

Princípio da Incerteza

            A física sempre buscou resultados e respostas para as perguntas do homem. A esperança era que o absoluto fosse real. Esse pensamento foi contestado desde o início, quando as primeiras ideias foram confrontadas com os experimentos realizados e, muitas vezes, provava-se que o dito não batia com o experimental.

            Foi assim, por exemplo, quando a comunidade científica imaginou ter mapeado as patículas elementares do átomo, mas foi contrariada quando se provou que isso era algo impossível.

            O estudante de física Werner Heisenberg, de Sommerfeld, foi o responsável pela valorização de algo não muito aceito ou popularizado da física, a incerteza. Considerando um marco para a física quântica, o Princípio da Incerteza ou da Indeterminação veio para jogar um balde de água fria na comunidade científica, que esperava decifrar a estrutura da matéria em até vinte anos.

            Em 1927, Heisenberg verificou e afirmou ser impossível conhecer de forma total e ítima a estrutura da matéria, porque na verdade não havia e ainda não há como saber extamente a forma de interação entre as partículas atômicas.

            O Princípio da Incerteza é baseado no fato de não saber qual o deslocamento exato feito pelas partículas, o que impede a definição da sua localização no espaço. o trajeto percorrido, o tempo determinado, além da direção e do sentido. Essa dificuldade acontece porque as partículas se movem de forma tridimensional.

            Para completar os estudos e a formulação do princípio apresentado por Heisenberg, Erwin Shrödinger resolveu estudar temas que também eram polêmicos por volta da década de 20, como o quanta de Planck, o efeito fotoelétrico e a constância da velozicadade da luz de Einstein, a duaidade corpúsculo-onda De Broglie.

            Na verdade, o que  Schrödinger descobriu foi que o princípiode Heisenberg estava certo.

            Pode-se concluir, então que uma das características mais incríveis apresentadas no Princípio da Incerteza é a quantização numérica da incerteza. A relação da teoria é dada por:

                                                                                     

 

            Outra importante característica do Princípio da Incerteza é a medida da energia de um corpo.

            Grandezas Complementares - energia (quantidade) e tempo (movimento).

            Quando ocorre a medição da energia ou do tempo de fomra precisa, uma sempra vai se tornar menos precisa que a outra. Isso acontece porque é impossível melhorar a precisão de ambas.

Conclusão

            Para se determinar com precisão a posição e a velocidade de uma partícula precisamos incidir luz sobre ela. Porém o principio da incerteza de Heisenberg nos mostra que, a partir do momento em que lançamos um fóton e ele se choca na partícula, a posição e velocidade da partícula são alteradas de forma imprevisível pelo fóton. Sendo assim, quanto maior for à precisão com que se mede a posição de uma partícula, menor será o comprimento de onda necessário, maior energia será utilizada, e, portanto, maior será o grau de perturbação da partícula.

             Conclui-se que, quanto mais precisa for à medição da posição de uma partícula, menos precisa será a medição de sua velocidade, e vice-versa. Heisenberg também demonstrou que, a incerteza quanto à posição da partícula, multiplicada pela incerteza de sua velocidade e pela massa da mesma nunca pode ser inferior à constante de Planck.