Interacção radiação matéria.

Que descoberta, interpretação científica de um fenómeno observado ou teoria, levou Einstein a receber um prémio Nobel da Física em 1921?

O prémio foi-lhe atribuído pela interpretação do Efeito fotoeléctrico.

Quando se propaga, a luz comporta-se como uma onda

electromagnética, mas ...

... quando interage com a matéria, comporta-se como

um feixe de partículas...

... os fotões

Os cientistas já sabiam que:

quando uma radiação de determinada energia incide sobre certos materiais, especialmente metais, provoca a ejecção de electrões criando uma corrente eléctrica (quando em circuito fechado).

Einstein interpretou este fenómeno como resultado do choque de partículas de luz (fotões) com os electrões do material.

Para cada metal a energia da radiação capaz de lhe arrancar um electrão, deve ter um valor mínimo característico desse metal.

Se a radiação tiver uma energia inferior ao valor mínimo, não se verifica a ejecção de electrões.

Se a radiação tiver uma energia superior ao valor mínimo os electrões serão ejectados com energia cinética.

O valor da energia cinética será tanto maior quanto maior for a energia da radiação incidente.

Energia da radiação incidente =

Energia de remoção do electrão

+Energia cinética do electrão ejectado

Ei = Er + Ec

O número de electrões ejectados depende apenas da intensidade da radiação incidente.

Radiação menos intensa menor número de fotões menor número de electrões ejectados.

Radiação mais intensa maior número de fotões maior número de electrões ejectados.

O efeito fotoeléctrico é mais pronunciado nos metais alcalinos e alcalino terrosos porque as energias de remoção são menores sendo a radiação incidente na gama da luz vísivel.Para outros metais será necessário radiação incidente na gama dos ultravioletas.

O efeito fotoeléctrico foi estudado por Philip Lenard e por Einstein que observaram:

• O efeito fotoeléctrico é instantâneo;

•O nº de fotoelectrões emitidos é directamente proporcional ao nº de fotões da radiação incidente, isto é, com a intensidade da radiação incidente;

•Só há emissão de electrões se a energia do fotão é superior à energia de remoção característica de cada metal;

•A energia cinética dos fotoelectrões só depende da energia dos fotões da radiação incidente e não da intensidade do feixe incidente.

APLICAÇÕES DO EFEITO FOTOELÉCTRICO

Células Fotoeléctricas

O principal componente de uma célula é

um cátodo fotossensível (pólo negativo)

que ejecta electrões quando sobre ele

incide radiação de energia suficiente; os

electrões movem-se do ânodo (pólo

positivo) e originam uma corrente

eléctrica num circuito fechado.

Utilizações: câmara de vídeo,

máquinas de calcular sem bateria,

detectores de fumos e de movimentos

ou portas automáticas. Ver exemplos

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