relatorio de fisica moderna

relatorio de fisica moderna

Universidade Estadual do Maranhão

Centro de Ciências Exatas e Naturais

Curso: Física Licenciatura

José Mailson Ramos Feitosa

Disciplina: Laboratório de Física Moderna

Relatório

São Luís- MA

04/09/12

1. TÍTULO: Seletividade em função da frequência da luz incidente sobre uma célula fotovoltaica.

2. OBJETIVOS:

2.1 Gerais:

  • Entender o efeito fotoelétrico

2.2 Específicos

  • Calcular a ddp quando submetido a diferentes espectros de cores.

  • Entender as relações inversas entre e .

  • Observar que o espectro de cores ao incidir numa placa votovoltaica gera uma corrente perceptível pelo aparecimento da ddp.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Se a luz monocromática incidir sobre uma superfície metálica, elétrons podem ser ejetados da superfície. Se for estabelecida uma diferença de potencial (ddp) entre a superfície E (o emissor) e a superfície C (o coletor), podemos detectar esses elétrons ejetados e medi-los através da corrente fotoelétrica (i) do circuito externo.

Em 1905, Einstein mostrou que o seu conceito de fóton poderia explicar os três fatos citados sobre o efeito fotoelétrico. Ele escreveu a seguinte equação, hoje em dia conhecida por equação, hoje em dia conhecida por equação fotoelétrica de Einstein.

Esta equação sugere que um único fóton carrega uma energia () para o emissor, onde ela é essencialmente transferida para um único elétron.

Parte dessa energia, chamada de função de trabalho () do material da superfície emissora, é utilizada para produzir a saída do elétron do emissor; podemos pensar nela como se fosse um tipo de energia potencial. A energia restante é a energia máxima que o elétron pode ter após sair do emissor.

Como o experimento do efeito fotoelétrico foi realizado entre placa de capacitores, o mesmo é submetido à uma (ddp), então podemos calcular a mesma através da fórmula:

4. FUNDAMENTAÇÃO EXPERIMENTAL

Neste experimento iremos comprovar o efeito fotoelétrico para tanto utilizaremos os materiais:

  • 01 rede de difração (constante de rede= 1,000.-16m)

  • 01 um suporte para rede de difração

  • 01 placa com fenda estreita para espectros

  • 01 multiteste

  • 01 retroprojetor

  • 01 célula fotovoltaica

  • 01 laser

Inicialmente projetamos o retroprojetor adequando-o ao experimento, ligamo-nos, depois disso colocamos em cima de sua base um suporte para rede de difração fazendo que passe uma fenda de luz pelo mesmo.

Colocamos a placa com fenda estreita para espectros em frente a parte superior do retroprojetor, feito isto observamos que o raio de luz ao passar pela fenda ocorre uma difração da luz, decompondo a luz nas cores do arco-íris. Em seguida ligamos as ponteiras do multiteste à célula fotovoltaica, distanciamos em 1 metro a célula fotovoltaica do retroprojetor, observamos então que ocorre uma ddp diferente para cada espectro de luz ocasionado pela difração e outro valor quando se incide um laser.

Vide tabela abaixo:

COR DA RADIAÇÃO

DIFERENÇA DE POTENCIAL (DDP)

Luz branca

0.325

Luz vermelha

0.262

Luz verde

0.264

Luz azul

0.261

Luz violeta

0.262

Luz laser

0.333

Fig.1: relaciona cor da radiação com sua respectiva ddp obtida experimentalmente

5. RESULTADOS e DISCUSSÕES

Observamos as diferenças que ocorrem quando submetemos a placa fotovoltaica a diferentes espectros, observamos que ocorrem ddps diferentes em função das frequências e comprimentos de onda de cada. Como ocorreu com o espectro vermelho e verde.

6. CONCLUSÃO

Verificamos que a ddp não depende da distância entre o feixe de luz e a célula fotovoltaica e sim da magnitude da fonte de luz e da natureza do material ao qual deseja-se ejetar elétrons.

Logo, verificamos que os resultados foram satisfatórios apesar de não utilizarmos tanta precisão, já que a célula era equilibrada manualmente e do multímetro não estabelecer uma medição exata da ddp.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

TIPLER, Paul A. Física Moderna. 3ª ed. Rio de Janeiro. Editora: LTC, 2001.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; KRANE, Kenneth S. 5ª ed. Rio de Janeiro. Editora: LTC, 2004.

EISBERG, R. Fundamentos da Física Moderna. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1979.

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