O efeito fotoelétrico

Tiago Rocha  

Thales Platon 

Lucas Ibelli 

Michel Moreira 

Luiza Beck 

Jullia Pontes 

Thiago Cristofolini 

3º Rosa Parks

Introdução

O efeito fotoelétrico é um fenômeno característico da mecânica quântica, que é, entretanto, mais presente em nosso dia a dia do que imaginamos. Alguns exemplos de aplicações são as portas automáticas, onipresentes em supermercados e shoppings e que se abrem apenas com a aproximação de uma pessoa; os alarmes, cada vez mais utilizados em empresas e moradias; entre outros. Temos como objetivo cardeal entender o funcionamento desses aparelhos que outrora foram considerados impossíveis de existirem.

Desenvolvimento

O efeito foi “descoberto” por Frank Hertz, acidentalmente, enquanto estudava a natureza ondulatória da luz. Albert Einstein aprofundou os estudos de Hertz e descobriu, por sua vez, que em algumas situações a luz se comportava como onda e em outras, como partícula (o que lhe rendeu o prêmio Nobel do ano de 1921). O efeito se dá quando uma placa metálica, por exemplo, é atingida por feixes de luz, conjunto de fótons. Com isso, alguns elétrons do metal são “expelidos”, podendo ser captados por um sensor elétrico que os interpreta como carga e faz funcionar um motor que abrirá uma porta, por exemplo. Os físicos da época esperavam que, com uma maior intensidade no feixe de luz, a energia dos elétrons expelidos seria maior, seguindo uma proporcionalidade. Todavia, a energia dos elétrons na realidade não mudava. Essa contradição foi chave para a proposição, por parte de Einstein, da dualidade onda-partícula da luz, que seria composta de pequenos pacotes de energia denominados fótons.

Outro jeito fácil de observar o efeito fotoelétrico é utilizando-se de um eletroscópio de folhas com uma esfera de zinco. Ao aproximarmos um corpo carregado positivamente da esfera do eletroscópio, as folhas de se abrem por estarem carregadas com cargas de mesmo sinal (positivo). Liga-se o sistema à Terra e, por indução, carrega-se o eletroscópio negativamente. Iluminam-se então a esfera do eletroscópio com uma lâmpada de arco voltaico, que libera grande quantidade de radiação ultravioleta. Através do efeito fotoelétrico, retiram-se elétrons do eletroscópio carregado, tornando-o neutro e juntando suas folhas.

Conclusão

Chega-se à conclusão, portanto, que o efeito fotoelétrico é uma ferramenta crucial para a compreensão tanto dos fenômenos quânticos mais aguçados, quanto do funcionamento de aparelhos do nosso dia a dia, afinal, estuda-se a física para que possa ser usada a favor da humanidade. 

Referências bibliográficas: www.dfte.ufrn.br, www.fis.ufba.br, www.if.ufrgs.br;

Imagem: Photoelectric_effect ( commons.wikimedia.org )