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Efeito Fotoelétrico
(UFPR – 2011) Ao incidir sobre um prisma de
vidro, um feixe de luz branca é decomposto
em várias cores. Esse fenômeno acontece
porque as ondas eletromagnéticas de
diferentes
comprimentos
de
onda
se
propagam
no
vidro
com
diferentes
velocidades, de modo que o índice de refração
n tem valor diferente para cada comprimento
de onda. O estudo das propriedades óticas de
um pedaço de vidro forneceu o gráfico ao lado
para o índice de refração em função do
comprimento de onda λ da luz. Suponha a
velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 × 108
m/s. Com base nos conceitos de ótica e nas
informações do gráfico, assinale a alternativa
correta.
A) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se
propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo.
B) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de
3,6 × 108 Hz.
C) O maior índice de refração corresponde à luz com menor
frequência.
D) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma
velocidade, em módulo, de 2,5 × 108 m/s.
E) O menor índice de refração corresponde à luz com menor
velocidade de propagação no vidro.
(UFPR 2010) O primeiro forno de micro-ondas foi patenteado
no início da década de 1950 nos Estados Unidos pelo
engenheiro eletrônico Percy Spence. Fornos de micro-ondas
mais práticos e eficientes foram desenvolvidos nos anos 1970
e a partir daí ganharam grande popularidade, sendo
amplamente utilizados em residências e no comércio. Em
geral, a frequência das ondas eletromagnéticas geradas em
um forno de micro-ondas é de 2450 MHz. Em relação à
Física de um forno de micro-ondas, considere as seguintes
afirmativas:
1 - Um forno de micro-ondas transmite calor para assar e
esquentar alimentos sólidos e líquidos.
2 - O comprimento de onda dessas ondas é de
aproximadamente 12,2 cm.
3 - As ondas eletromagnéticas geradas ficam confinadas no
interior do aparelho, pois sofrem reflexões nas paredes
metálicas do forno e na grade metálica que recobre o vidro
da porta.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Descrevendo o efeito
fotoelétrico
“É a emissão de elétrons de uma
superfície, devida a incidência de luz
sobre essa superfície”
Até hoje, todas as concepções apresentadas
sobre a luz para vocês estavam fundamentadas
em uma teoria ondulatória da luz.
Lembre-se que uma onda possui:
Comprimento de onda, frequência e período.
E pode sofrer:
Reflexão, refração, difração e interferência.
Há algo de errado...
Mas antes de encontrarmos respostas
satisfatórias, vamos olhar a natureza.
Comportamento
Ondulatório
Fenômenos Físicos
Comportamento
Corpuscular
(Partículas)!
A luz pode ter um comportamento...
CORPUSCULAR!
A luz em caráter corpuscular
• Luz como onda: emissão contínua de radiação
• Luz como partícula: emissão descontínua de
radiação.
Pacotes de Energia
Efeito Fotoelétrico: Um olhar de
Albert Einstein
• Explicação de Einstein: a energia da onda que
incide sobre o metal é quantizada, em unidades
de hf.
• Einstein postulou que a energia cinética do
elétron ejetado do metal era igual à diferença
entre a energia do fóton, hf e a profundidade do
poço de potencial W:
K = hf − W
Pacotes de energia
1 quantum de energia
(1 pacote de energia)
quanta de energia
(vários pacotes de
energia)
hf
nhf
Em que n é o número de quantum de energia, f a
frequência e h é a constante de Planck que vale:
h = 6, 626 × 10−34Js
Pacotes de energia
1 quantum de energia
(1 pacote de energia)
quanta de energia
(vários pacotes de
energia)
hf
nhf
Em que n é o número de quantum de energia, f a
frequência e h é a constante de Planck que vale:
h = 6, 626 × 10−34Js
O tal “poço de profundidade de
potencial”
Essa denominação vem do fato de que o metal atrai o
elétron para si. Na superfície do metal a atração não é
tão forte, e a luz que incide sobre ele fornece energia
suficiente para o elétron “escapar” do poço.
Só que não se trata aqui de um poço comum, mas do
que os físicos chamam de um poço de potencial (nós
também vivemos dentro de um poço de potencial; o
poço de potencial gravitacional gerado pela massa da
Terra!).
Para terminar... Uma aplicação efeito fotoelétrico!
(UFPR – 2007) O efeito fotoelétrico foi descoberto
experimentalmente por Heinrich Hertz em 1887. Em 1905, Albert
Einstein propôs uma explicação teórica para esse efeito, a qual
foi comprovada experimentalmente por Millikan, em 1914. Essa
comprovação experimental deu a Einstein o prêmio Nobel de
Física de 1921. Em relação a esse efeito, assinale a alternativa
correta.
a) O efeito fotoelétrico ocorre quando um elétron colide com um próton.
b) A teoria de Einstein considerou que a luz nesse caso se comporta
como uma onda.
c) Esse efeito é observado quando fótons atingem uma superfície
metálica.
d) Esse efeito é utilizado para explicar o funcionamento de fontes de
laser.
e) Inexistem aplicações tecnológicas desse efeito em nosso cotidiano,
pois ele ocorre somente no nível atômico.
• UFPR – 2009) Entre as inovações da Física que surgiram no
início do século XX, uma foi o estabelecimento da teoria
_______, que procurou explicar o surpreendente resultado
apresentado pela radiação e pela matéria conhecido como
dualidade entre _______ e ondas. Assim, quando se faz um
feixe de elétrons passar por uma fenda de largura
micrométrica, o efeito observado é o comportamento
_______ da matéria, e quando fazemos um feixe de luz
incidir sobre uma placa metálica, o efeito observado pode
ser explicado considerando a luz como um feixe de _______.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de
palavras para o preenchimento das lacunas nas frases
acima.
a) Relativística – partículas – ondulatório – partículas.
b) Atomística – radiação – rígido – ondas.
c) Quântica – partículas – ondulatório – partículas.
d) Relativística – radiação – caótico – ondas.
e) Quântica – partículas – ondulatório – ondas.