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Dualidade onda-partícula
Prof. Edson Nossol
Uberlândia, 28/04/2017
Química Fundamental I
Monitoria experimental
A luz como partícula
O efeito fotoelétrico
Ec
Ec
ν < ν0
A luz como partícula
O efeito fotoelétrico
Ec
ν ≥ ν0
???
A luz como partícula
O efeito fotoelétrico
???
Ec
Ec
Previsão da física clássica
Observado experimentalmente
Ec
Previsão da física clássica
Intensidade da luz (I)
Observado experimentalmente
Intensidade da luz (I)
Ec
Previsão da física clássica
Intensidade da luz (I)
Intensidade da luz (I)
Observado experimentalmente
Ec
Einstein → Ec vs ν
Ec
Einstein → Ec vs ν
Ec
hν hν0
energia energia
J Js s-1
E= hν
Postulados de Einstein:
1) A energia do fóton é proporcional a sua frequência
2) A luz é constituída por pacotes de energia chamados
fótons
Novo modelo para o efeito fotoelétrico
Energia do fóton incidente
função trabalho (ϕ) = Energia necessária para
ejetar um elétron
da superfície de um metal
Energia de um e-livre
Ec do e-
ejetado
Ec= Ei – ϕ
Ei= Ec + ϕ
A luz como partícula
Energia de um e-livre
Energia de um e- ligado
E Elétron é ejetado Elétron NÃO é ejetado Elétron NÃO
é ejetado!!!
Elétrons se comportando como partículas, a energia não é somada!
Fótons, cada
Ei= hν ≥ ϕ
Elétrons, cada e-
Ec= Ei - ϕ
O número de elétrons ejetados é proporcional ao número de fótons
absorvidos
A intensidade da luz (energia/s) é proporcional ao # de fótons emitidos/s
Maior intensidade = mais fótons/s e NÃO mais energia por fóton!!!
Unidade de intensidade: W= J s-1
Exercício:
Φ=6,9 x 10-19 eV
• Lâmpada UV: λ= 254 nm • Laser: λ= 700 nm
1) Qual a energia emitida por cada fóton usando a lâmpada UV?
2) Qual a energia emitida por cada fóton usando o laser?
3) Qual é o número total de fótons emitidos pelo laser em 60 s se a intensidade for de 1,00 mW?
A intensidade da luz NÃO está relacionada com a energia dos fótons!
A intensidade está relacionada com o número de fótons!
Se a luz pode se comportar como partículas ou ondas
A matéria (elétrons) também devem ter esse
comportamento
Exercício:
massa da bola= 0,420 kg velocidade= 42 m s-1
Elétrons possuem propriedades de onda e partícula!
Se elétrons possuem propriedades de onda, qual a equação relacionada com o movimento de um e- ???