quântica -vida cada

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.