fotoelétrico

O efeito fotoelétrico, ou fotoemissão, é a ejeção de elétrons de uma superfície, tipicamente de um metal, quando iluminada com luz que possui energia suficiente para superar o trabalho de saída da superfície. O fenômeno forneceu evidências de que a luz se comporta como uma partícula, em termos de quanta de energia chamados fótons.

História e fundamentos: o efeito foi observado experimentalmente por Hertz e estudado por Hallwachs e Lenard, que mostraram que a emissão depende da frequência da luz e da intensidade. Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz é quantizada, consistindo de fótons com energia hf. Para que haja emissão, a energia do fóton deve exceder o trabalho de saída φ da superfície. A energia cinética dos elétrons emitidos é KE = hf − φ. Existe um limiar de frequência f0 igual a φ/h; se f < f0, não há emissão, e se f > f0, a energia dos elétrons aumenta com a frequência, enquanto a taxa de emissão aumenta com a intensidade da luz (desde que h f > φ).

Aplicações e significado: o efeito fotoelétrico fundamenta detectores fotônicos, fotodetectores, células fotovoltaicas e sensores de luz, além de ter sido crucial para o desenvolvimento da mecânica quântica. O estudo do fenômeno ajudou a consolidar a ideia de fótons e a relação entre energia e frequência. O prêmio Nobel de Física de 1921 foi concedido a Einstein pela explicação do efeito fotoelétrico. O efeito também ocorre em semicondutores e em várias superfícies, com variações dependendo do material e da interface.