Relatorio Interferometro de Michelson

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – UFC

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

CD0360 - PRINCÍPIOS DE FÍSICA MODERNA (T01) SEMESTRE 2022.2

PRÁTICA 5 : EFEITO FOTOELÉTRICO (VIRTUAL)

ALUNO:

MATRÍCULA:

CURSO: LICENCIATURA FÍSICA

PROFESSOR: JOSE ALVES DE LIMA JUNIOR

DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 16/10/2022 às 18:30h

Objetivos

⦁ Observar o efeito fotoelétrico;

⦁ Estudar a característica Corrente-Voltagem, para uma frequência de luz com diferentes intensidades;

⦁ Estudar a característica Corrente-Voltagem, para uma intensidade de luz com diferentes frequências;

⦁ Determinar a função trabalho de um material;

⦁ Determinar experimentalmente a constante de Planck a partir do efeito fotoelétrico.

Material

⦁ Para a realização do experimento virtual utilize o simulador atráves do link abaixo: ⦁ <⦁ https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=opt_fotoefekt⦁ & ⦁ l=pt⦁ >

⦁ Este simulador fornece gráficos da intensidade da radiação emitida por um corpo negro por unidade de área em função do comprimento de onda, para cada temperatura escolhida.

Introdução

Neste relatório, serão apresentados conceitos sobre física moderna, especificamente, as características do efeito fotoelétrico. Nesta esquematização, virtual, disponibilizada o link nos matérias, será analisado, a partir de determinado valor de intensidade, qual alteração terá o comprimento de onda..

A física do século XIX e XX foi marcado por diversos acontecimentos ligados à ciência moderna. Em 1887, o fısico alemão Heinrich Hertz realizou um experimento que culminou na detecção de ondas eletromagnéticas, confirmando então a teoria ondulatória da luz. No entanto, Hertz observou inesperadamente um fenômeno que indicava um caráter corpuscular da luz; o efeito fotoelétrico.

Visando resolver essa aparente incongruência, Einstein propôs que a energia luminosa é composta de pacotes discretos, tendo que ser necessariamente proporcional a frequência da luz. Sendo assim, a luz seria composta de partıculas (fótons) com energia dada pela Equação 1.

E = hf (1)

Considerando que ϕ, isto é, função trabalho, seja a energia mınima para liberar os elétrons de um dado metal, sabe-se que deve haver um limiar na frequência da luz f0 para o qual ocorre o efeito fotoelétrico:

ϕ= hf0 (2)

Caso seja fornecida ao metal uma energia maior que W0, ou seja, quando sua energia for máxima, os fótons Irão adquirir uma energia cinética dada por:

Ec = mv2 (3)

Tal que;

eV0 = Ec (4)

Portanto, obtém-se

eV0 = hf −ϕ (5)

Existem diversas aplicações desses conceitos no cotidiano televisões (de LCD e plasma), os sistemas de alarmes etc. conforme teoria traz. Nesse sentido, é de suma importância esse campo de estudo no cotidiano pois, com a descoberta deste fato, a física conseguiu avançar mais ainda no século XX, bem como a premiação, em 1921, do prêmio nobel da física concedido à Albert Einstein.

Procedimentos

Procedimento 1: MEDIDA DO POTENCIAL DE CORTE EM FUNÇÃO DA FREQUÊNCIA E DA INTENSIDADE DE LUZ.

Primeiramente, com o objetivo principal de Estudar as características do efeito fotoelétrico, bem como o comprimento de onda e frequência. Acessei o link da simulação

(disponibilizado nos materiais), obtendo a seguinte imagem, conforme visualização abaixo:

Cliquei na opção para regular a intensidade de luz em 90% para obtenção e analisei, primeiramente para a fonte de luz um comprimento de onda de 577,0 nm. Após isso, Figura 1 – Tela inicial do experimento virtual Efeito fotoelétrico.

Fonte: Elaborado pelo autor.

observei que a luz de comprimento de onda de 577,0 nm é capaz de arrancar elétrons do césio (Cs), sendo sua energia maior que a função trabalho, fiz o ajuste da fonte de tensão até obter o potencial de corte, com isso, percebe-se que a energia cinética é máximo onde é possível, por conta das equações inicias fornecidas, catalogar os valores de de V. Compilei a dados na Tabela 1, conforme visualização dos dados abaixo e fiz para os demais comprimentos de onda.

Tabela 1 – Potencial de corte para Césio, Cs 642 nm (intensidade de luz 90%).

λ (nm) v(THz) V (volt) U0 (volt)

577 520 0,3 0,22

545 550 0,4 0,34

435 690 1,0 0,92

404 743 1,2 1,13

363 826 1,5 1,48

Fonte: Elaborado pelo autor.

Cliquei na opção para regular a intensidade de luz em 40% para obtenção e analisei, primeiramente para a fonte de luz um comprimento de onda de 577,0 nm e repeti os mesmos procedimentos anteriores, mas, neste caso, para uma menor intensidade. Os resultados estão abaixo para visualização;

Tabela 2 – Potencial de corte para Césio, Cs 642 nm (intensidade de luz 40%)

λ (nm) v(THz) V (volt) U0 (volt)

577 520 0,3 0,22

545 550 0,4 0,34

435 690 1,0 0,92

404 743 1,2 1,13

363 826 1,5 1,48

Fonte: Elaborado pelo autor.

Cliquei na opção para regular a intensidade de luz em 90% para obtenção e analisei, primeiramente para a fonte de luz um comprimento de onda de 577,0 nm e repeti os mesmos procedimentos anteriores, mas, neste caso, para Sódio (Na 544 nm). Os resultados estão abaixo