Dualidade onda-partícula

Prof. Edson Nossol

Uberlândia, 28/04/2017

Química Fundamental I

fernandasolerufu@gmail.com

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- ???