domingo, 10 de outubro de 2010

Questão de Final de Semana - 10/Out/10

Prêmio Nobel de Albert Einstein


Albert Einstein recebeu em 1921 o Prêmio Nobel de Fisica por ter descoberto o Efeito Fotoelétrico, que teve explicações satisfatórias em 1905.
O efeito é a emissão de eletróns por um material(geralmente materiais metalicos), exposto a uma radiação eletromagnética de frequencia suficientemente alta, dependendo do material. Ele observou que os elétrons eram literalmentes tirados da placa de metal. Esse fenomeno foi observado antes por Heinrich Hertz em 1887.



A grande dúvida
que se tinha era, que quando se aumentava a intensidade da luz, ao contrário do esperado, a luz não arrancava os elétrons do metal com maior energia cinética. O que acontecia era que uma maior quantidade de elétrons era ejetado.

Por exemplo, a luz vermelha de baixa frequência estimula os elétrons para fora de uma peça de metal. Na visão clássica, a luz é uma onda contínua cuja energia está espalhada sobre a onda. Todavia, quando a luz fica mais intensa, mais elétrons são ejetados, contradizendo, assim a visão da física clássica que sugere que os mesmos deveriam se mover mais rápido (energia cinética) do que as ondas.

Quando a luz incidente é de cor azul, essa mudança resulta em elétrons muito mais rápidos. A razão é que a luz pode se comportar não apenas como ondas contínuas, mas também como feixes discretos de energia chamados de fótons. Um fóton azul, por exemplo, contém mais energia do que um fóton vermelho. Assim, o fóton azul age essencialmente como uma "bola de bilhar" com mais energia, desta forma transmitindo maior movimento a um elétron. Esta interpretação corpuscular da luz também explica por que a maior intensidade aumenta o número de elétrons ejetados - com mais fótons colidindo no metal, mais elétrons têm probabilidade de serem atingidos.

Assim ele gerou a seguinte formula:


Sendo que:
  • h é a constante de Planck,
  • f é a frequência do foton incidente,
  • \phi = h f_0 \ é a função trabalho, ou energia mínima exigida para remover um elétron de sua ligação atômica,
  • E_{c_{max}} = \frac{1}{2} m v_m^2 é a energia cinética máxima dos elétrons expelidos,
  • f0 é a frequência mínima para o efeito fotoelétrico ocorrer,
  • m é a massa de repouso do elétron expelido, e
  • vm é a velocidade dos elétron expelidos.
Biblografia:
Wikipédia - Efeito fotoelétrico
Wikipédia - Albert Einsten
Wikipédia - Prêmio Nobel

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