Atividade E3 -EFE - simulador

Efeito Fotoelétrico Atividade E3................................................................................................- data: ......../........./............

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O relatório deve ser acompanhado da planilha discriminando todos os cálculos

Simulação do Efeito Fotoelétrico Para estes simuladores considera-se que os eletrodos catodo e anodo são constituídos de mesmo material de modo a desprezarmos o efeito produzido pelo potencial de contato.

Vamos utilizar dois simuladores que possibilitarão estudar o Efeito fotoelétrico

Simulador do prof. Angel Garcia Para acessar este simulador clique no link http://labempucsp.blogspot.com/2009/05/simulacao-efeitofotoeletrico.html

Neste Simulador verifica-se que a energia cinética dos elétrons emitidos em decorrência da incidência de luz sobre um metal depende da freqüência da radiação incidente. Esta simulação disponível no site "Fisica con ordenador" do prof. Angel Franco Garcia, permite estudar este efeito.

Passos com o Simulador 1. Selecione um emissor (catodo) e fixe um comprimento de onda para a radiação incidente igual a 7000A 2. Clique em Fóton e incida a radiação sobre o catodo 1 marisac@pucsp.br

3. Fixe Potencial de corte igual a “zero” 4. Observe o que ocorre.

Resposta 5. Aumente a intensidade da luz e observe o que ocorre.

Resposta 6. Varie o comprimento de onda (diminuindo de 100 em 100A) e anote o valor para o qual se inicia a emissão de elétrons. Defina trabalho de extração fotoelétrica e faça uma estimativa deste valor em eV a partir do comprimento de onda obtido.

Resposta 7. As observações dos itens anteriores eram esperadas pela Física Clássica? Justifique sua resposta.

Resposta

8. Mude o emissor do catodo e repita o procedimento anterior. Quais foram as diferenças observadas?

Qual é a razão para estas diferenças?

Resposta

9. Escolha um material para o catodo (o mesmo do item 1) e fixe um comprimento de onda igual a 3000A (ultravioleta) varie o potencial de freamento até atingir o potencial de corte. Indique este valor abaixo e calcule usando a expressão de Einstein o valor para o trabalho de extração fotoelétrica do metal.

Resposta

10. Mude o material do catodo para o escolhido no item 8. Repita o procedimento anterior Resposta

11. Transfira os resultados para a tabela abaixo Material

Comp. de onda para emissão (ordem de grandeza)

Trabalho de extração calculado pelo comp. de onda para emissão (eV)

Potencial de corte com um comp. de onda da radiação igual a 3000A (eV)

Trabalho de extração obtido pelo potencial de corte em eV (radiação de 3000A incidente)

2 marisac@pucsp.br

Compare os valores obtidos para o trabalho de extração fotoelétrica em cada caso. Comente as diferenças observadas.

12. Fixe um material para o catodo e obtenha o valor do potencial de corte para dois comprimentos de onda incidentes. Determine com estes dois valores a constante de Planck. Indique os cálculos efetuados.

Comp. de onda

Potencial de corte

Simulador do Banco de Objetos educacionais MEC

Para acessar este simulador clique no link http://megaswf.com/view/1c7c6a44868e14f0ba5386e106ae1156.html

Passos com o Simulador 1. Observando a dependência da corrente fotoelétrica com a distancia da fonte a célula

3 marisac@pucsp.br

1.

2.

3.

4.

5.

Fixe um emissor para a célula Fixe um filtro Fixe a tensão de retardamento igual à zero Ligue a fonte de luz Varie a distância da fonte a célula e obtenha pelo menos 7 pontos. Preencha a tabela abaixo D(m) I( ) 2 1/D

6. Construa os gráficos:

I versus D

I versus 1/D2

7. Analise os resultados obtidos

2. Determinando constante de Planck 1. Selecione um emissor 2. Selecione cada um dos filtros e varie a tensão de retardamento de forma a obter pelo menos 4 medidas (quando possível) de corrente elétrica até que o potencial de corte seja atingido (I=0) Preencha as tabelas abaixo para cada um dos filtros selecionados Material do Emissor:.......................................................................

Filtro amarelo:

Comp de onda =

V (Volts) I( ) 4 marisac@pucsp.br

Filtro vermelho:

comp de onda= V (Volts) I( )

Filtro verde:

Comp de onda = V (Volts) I( )

Filtro violeta:

Comp de onda = V (Volts) I( )

Filtro Ultravioleta1:

Comp de onda =

V (Volts) I( )

Filtro Ultravioleta 2:

comp de onda=

V (Volts) I( )

3. Construa cada um dos gråficos V freamento versus I e determine por extrapolação o valor do potencial de corte para cada filtro (ou o coef. Linear da reta)

4. Com os valores dos potenciais de corte obtidos preencha a tabela abaixo

5 marisac@pucsp.br

Comp. de onda ( )

Freqüência ( )

Potencial de corte( )

5. Construa um gráfico de Potencial de corte versus Freqüência e determine graficamente a constante de Planck e o trabalho de extração fotoelétrica Calcule os E% obtidos tanto para a constante de Planck, quanto para o Wext Para saber os valores esperados para o Wext clique no botão destinado a esta informação no simulador

6. Repita este procedimento para um novo material do catodo e construa no mesmo sistema de eixos o gráfico de Potencial de corte versus Freqüência e determine graficamente a constante de Planck e o trabalho de extração fotoelétrica.

Calcule os E% obtidos tanto para a constante de Planck, quanto para o Wext Para saber os valores esperados para o Wext clique no botão destinado a esta informação no simulador

7. Analise os gráficos obtidos. As retas devem apresentar o mesmo coeficiente angular? Por quê?

Questões Conceituais

1. Defina Efeito fotoelétrico e tente explicar este efeito utilizando a Física Clássica.

2. Indique pelo menos dois resultados experimentais que contrariam as previsões estabelecidas pela Física Clássica para explicar o efeito.

3. Defina Potencial de corte e de que maneira este potencial depende do material e da radiação incidente.

6 marisac@pucsp.br