Efeito fotoelétrico

Experimento 6a – O Caráter Quântico da Luz e a Constante de Planck
Quarta-feira, 9 de janeiro de 2013 Grupo 1: Renata Lopes Reis, matrícula: 10/0121730 Ana Gabriel Moura, matrícula: Alan Douglas Mendes, matrícula:

Objetivos
Verificar a validade das teorias clássica e quântica aplicadas ao Efeito Fotoelétrico. Determinar a constante de Planck e a Função Trabalho do fotodiodo.

Introdução teórica
Quando se imaginava que o fim da Física havia chegado, experimentos revelaram discrepâncias importantíssimas entre previsão teórica e resultado experimental. Da tentativa de explicar essas discrepâncias nasceu um novo ramo da Física: a Física Quântica. A discrepância que estudaremos é conhecida como Catástrofe do Ultravioleta. A Catástrofe do Ultravioleta surgia quando se estudava a distribuição espectral da luz produzida por corpos negros a altas temperaturas. A teoria clássica previa que a intensidade de luz emitida por um corpo negro tendia ao infinito à medida que o comprimento de onda da luz que nele incidia diminuía. Já o experimentos mostravam que essa intensidade tendia a zero!

Figura 1: Catástrofe do Ultravioleta. A curvas coloridas correspondem aos resultados experimentais, para qualquer material a temperaturas diferentes.

Ao estudar esses fenômenos Max Planck formulou Teoria Quântica da Luz, que afirmava que a emissão ou absorção de radiação se dava em quantidades discretas de energia, chamada quantum. A energia perdida, ou adquirida, por um oscilador é dada por E=hν (1)

onde ν é a frequência da radiação e h é a constante de Planck, uma constante fundamental da natureza. Einstein aplicou a teoria de Planck ao Efeito Fotoelétrico, que consiste na emissão de elétrons por um material devido à incidência de luz. Na visão clássica desse efeito, se aumentássemos a intensidade da luz incidente no material, este iria emitir elétrons mais energéticos. Einstein mostrou, entretanto, que para emitir elétrons mais energéticos deveríamos aumentar a frequência