Uma placa de zinco, bem polida, carregada negativamente perde sua carga se for exposta à luz ultravioleta. Este fenômeno é denominado efeito fotoeléctrico.

Investigações cuidadosas no final do século dezenove provaram que o efeito fotoelétrico ocorre com outros materiais também mas, somente com os que possuem um comprimento de onda suficientemente pequeno. O efeito fotoelétrico é observado somente em alguns comprimentos, os quais são característica específica de um material. O fato da luz, que possue comprimento de onda grande, não ter efeito nenhum mesmo sendo usado com grande intensidade, pareceu misterioso para os cientistas.

Albert Einstein finalmente explicou em 1905: A luz é constituída de partículas (fótons), e a energia dessa partícula é proporcional à frequência da luz. Existe uma quantidade mínima de energia (dependente do material) que é necessaria para remover um elétron da surperfície da placa de zinco ou de qualquer outro corpo sólido (trabalho). Se a energia de um fóton é maior que este valor, o elétron pode ser emitido. Através dessa explicação, obtém-se a equação:

Ekin .. Enertia cinética máxima de um elétron emitido
h ..... Constante de Planck (6.626 x 10-34 Js)
f ..... frequência
W ..... trabalho

Este applet simula um experimento para a determinação da constante de Planck e para o trabalho. Uma única linha espectral é filtrada para fora da luz de uma lâmpada de mercúrio. Esta luz atinge o cátodo (C) da celula fotoelétrica e causa a emição de elétrons (ou não). Para descobrir a energia cinética máxima de um elétron ejetado, é necessário um aumento no retardo na voltagem, o que significa a conexão de um potenciômetro, de forma que mais nenhum elétron chegue ao ânodo (A). O medidor azul indica o tamanho do retardamento na voltagem. Você também pode observar do medidor vermelho se os elétrons estão atingindo o ânodo.

O painel do lado direito permite que você varie o material do cátodo, o comprimento de onda e o retardamento da voltagem. Os valores indicados se referem à frequência da luz e ao balanço da energia do efeito fotoelétrico. O resultado das medidas estão desenhados no diagrama de frequência de voltagem no lado esquerd, mas pode ser reiniciado com o botão do painel.

A avaliação das três série de medidas através do significado do diagrama resultará em três linhas paralelas. Pela inclinação da linha, a constante de Planck (h), pode ser calculada. Também é possível ler o trabalho do material do cátodo respectivo (em eV - elétron volt) diretamente da intersecção dos eixos verticais.

Applets de Física (Vista Geral)

© Walter Fendt, February 20, 2000
© Traduzido por: Antonio F. de Moraes Filho, Miriam G. de Castro e Juliana M. Marques Giordano - CEPA
Última modificação: Abril 02, 2001