Efeito fotoelétrico e quanta de luz

O que mostra

O efeito fotoelétrico mostra que a luz transporta energia em pacotes chamados fótons. Cada fóton tem energia E = hf = hc/λ e só consegue arrancar um elétron se essa energia for pelo menos igual à função trabalho φ do metal. A energia cinética máxima dos elétrons emitidos é Ek(máx) = hf − φ, portanto depende da frequência da luz e não da sua intensidade. Abaixo da frequência de corte f₀ = φ/h, ou seja, acima do comprimento de onda de corte λ₀ = hc/φ, nenhum elétron sai, por mais intensa que seja a luz, algo que o modelo ondulatório clássico não explica.

Como usar

Escolha o Metal do cátodo e mova devagar o Comprimento de onda da luz do vermelho para o ultravioleta; anote onde surgem os primeiros elétrons e compare com λ₀ nos dados. Depois, fixe o comprimento de onda e mude a Intensidade da luz: observe se muda o número de elétrons ou a energia deles. Por fim, repita com outro metal e compare as retas de Ek(máx) em função da frequência: mesma inclinação, ponto de corte diferente no eixo da frequência.

Parâmetros que você pode mudar

• Metal do cátodo Césio (φ = 2,14 eV), Sódio (φ = 2,28 eV), Zinco (φ = 4,30 eV), Cobre (φ = 4,70 eV)
• Comprimento de onda da luz 150–700 nm
• Intensidade da luz 10–100 %

Perguntas para explorar

1. Por que aumentar a intensidade da luz vermelha não arranca nenhum elétron do sódio?
2. Ao trocar o metal, que característica do gráfico Ek(máx)–frequência muda e qual permanece igual?
3. Com a função trabalho de 4,30 eV, qual é o comprimento de onda de corte do zinco, e a simulação confirma?