(1) Para cada metal, existe uma freqüência mínima da radiação eletromagnética abaixo da qual não são produzidos fotoelétrons, por mais intensa que seja a radiação;
(2) A emissão eletrônica aumenta quando se aumenta a intensidade da radiação que incide sobre a superfície do metal, ou seja, o número de fotoelétrons aumenta com o aumento da intensidade da radiação;
(3) A energia dos fotoelétrons depende da freqüência da radiação incidente, não dependendo da intensidade desta.
Explicação do item (1) dos resultados experimentais: A ocorrência de uma freqüência mínima, ou de uma energia mínima, é devido ao fato que uma certa energia deve ser suprida ao elétron a fim de removê-lo da superfície do material. Além disso, diferentes materiais têm diferentes valores desta energia mínima.
Explicação do item (2) dos resultados experimentais:De acordo com Einstein, a energia cinética de um fotoelétron deve ser a diferença entre a energia do fóton incidente e a energia mínima necessária para remover o elétron do material - chamada de função trabalho do material f. Isto é,
(Energia cinética do elétron) = (Energia do fóton) - (Função trabalho do metal)
K = hn - f ,
onde n é a freqüência do fóton.
Explicação do item (3) dos resultados experimentais: podemos observar que a intensidade da luz é proporcional à energia total que transporta, e por conseguinte ao número de fótons (pois o número de fótons será dado pela energia total dividida pela energia de cada fóton), o que explica porque a fotocorrente é diretamente proporcional à intensidade da luz.
(i) de um conjunto de lâmpadas que emitem luz de diversas freqüências, e
(ii) de placas de vários metais, que irão ser iluminadas pela luz que é emitida por essas lâmpadas.
(a) Determinação da energia mínima necessária para arrancar elétrons de um metal, a função trabalho do metal f , bem como a correpondente freqüência mínima;
(b) Determinação da constante de Planck, h.
(I)
Selecionar Archivo/Nuevo para escolher o metal com o qual será realizado o experimento..
(II)
Selecionar Archivo/Luz para escolher a lâmpada (comprimento de onda) que iluminará a placa metálica. O comprimento de onda, l, é dado em Angstrom.
Se não ocorrer emissão, selecionar Archivo/Luz novamente para escolher outra lâmpada cuja linha de emissão seja de comprimento de onda menor (ou seja, de maior freqüência).
Se ocorrer emissão, clicar no botão . O campo elétrico frea o elétron e eventualmente o faz voltar à placa metálica A, caso a energia cinética do elétron não seja suficiente.
Utililizar o controle para modificar o potencial variável da bateria, até que o elétron apenas consiga chegar até a placa oposta C, no momento em que o amperímetro deixa de marcar a passagem de corrente. Se diminuirmos o potencial variável da bateria (clicando na flecha para baixo, variação de 0,05 nos valores, ou escrevendo no controle um valor menor do potencial, variação de 0,01), o amperímetro passa a marcar a passagem de corrente elétrica.
(III)
Encontrado o valor do potencial de parada V0 , este valor do potencial da bateria deve ser guardado, como também deve ser guardado o comprimento de onda do fóton utilizado. Estes dois valores são guardados na caixa de dados (situada à esquerda da janela). Para tal, clicamos no botão Dados.
(IV)
Repetir o experimento (3 a 5 vezes), selecionando Archivo/Luz para escolher outra lâmpada (outro comprimento de onda) que iluminará a placa metálica.
(V)
Não deixe de verificar que a corrente de fotoelétrons aumenta com o aumento da intensidade da radiação eletromagnética incidente no material, isto acontece porque a uma radiação de maior intensidade corresponde um maior número de fótons, e maior número de fótons arranca um maior número de fotoelétrons da superfície metálica. Para tal, altere a intensidade da luz, alterando a posição do cursor do controle, o amperímetro acusará uma corrente diferente. Refaz o último passo do experimento, para verificar que a intensidade não influencia o potencial de freamento.
(VI)
Quando tivermos guardado vários pares de dados na caixa de dados, selecionamos
Gráfica para mostrar o gráfico dos dados experimentais, bem como a reta de regressão que melhor ajusta os dados obtidos no experimento.
A partir do gráfico, obter:
(1) a função trabalho do material f,
(2) a constante de Planck, h e
(3) também a freqüência mínima f0 do fóton que arranca elétrons da superfície metálica escolhida (o valor da freqüência onde a reta corta o eixo d as freqüências).
Lembrar que a carga do elétron e quando multiplicada
pela unidade de potencial elético Volt, eV, é uma unidade de energia
denominada de elétron Volt. Está faltando acrescentar para os
valores da freqüência no gráfico (1014 Hz), onde a unidade
Hz = s-1.
É aconselhado ao aluno traçar o seu próprio gráfico
num papel milimetrado e determinar a melhor reta que ajusta os seus dados.