Aula ministrada pelo prof. Bira aos alunos do cursinho do Colégio Nahim Ahmad (http://www.colegioahmad.com.br) em Guarulhos, SP.

1. Física Moderna I Prof. Ubirajara Neves
professorbira.com
terça-feira, 21 de agosto de 12 1

2. A síntese entre o eletromagnetismo e a luz
Física Moderna I
terça-feira, 21 de agosto de 12 2

3. Uma carga elétrica em repouso gera,
ao seu redor, um campo elétrico.
terça-feira, 21 de agosto de 12 3

4. A corrente elétrica gera
um campo magnético.
André-Marie Ampère (1775-1836)
terça-feira, 21 de agosto de 12 4

5. Um campo magnético
variável induz
uma força eletromotriz.
Michael Faraday
(1791-1867)
terça-feira, 21 de agosto de 12 5

6. Um campo elétrico
variável induz um
campo magnético, e
um campo magnético
variável induz um
campo elétrico.
James Clerk Maxwell
(1831-1879)
terça-feira, 21 de agosto de 12 6

7. Campos variáveis
propagam-se pelo
espaço como uma
onda eletromagnética.
James Clerk Maxwell
(1831-1879)
terça-feira, 21 de agosto de 12 7

8. Obteve em laboratório as
ondas eletromagnéticas
previstas por Maxwell.
Reforçou a hipótese
da natureza eletromagnética
da luz.
Heinrich Hertz
(1857-1894)
terça-feira, 21 de agosto de 12 8

9. “
“
A luz necessita de um meio para se propagar:
o éter.
Imaginemos que todo o universo esteja preenchido
por éter, cuja única propriedade é o
repouso absoluto.
James Clerk Maxwell
terça-feira, 21 de agosto de 12 9

10. A constante de Planck
Física Moderna I
terça-feira, 21 de agosto de 12 10

11. Final do século XIX:
“A Física já desvendou todos os mistérios da natureza.”
terça-feira, 21 de agosto de 12 11

12. Constante de Planck
Elo entre a Física
Clássica e a Física
Moderna
Max Planck
(1858-1947)
terça-feira, 21 de agosto de 12 12

13. Corpo negro:
absorvente ideal (e emissor ideal) de calor.
terça-feira, 21 de agosto de 12 13

14. A radiação do corpo negro está relacionada
com sua temperatura.
(séc. XIX)
terça-feira, 21 de agosto de 12 14

15. A frequência é proporcional à quarta
potência de sua temperatura.
terça-feira, 21 de agosto de 12 15

16. Catástrofe do ultravioleta
terça-feira, 21 de agosto de 12 16

17. A energia emitida por um corpo negro
é proporcional a sua frequência.
terça-feira, 21 de agosto de 12 17

18. terça-feira, 21 de agosto de 12 18

19. A energia só pode ser irradiada ou absorvida
em quantidades múltiplas de hf.
terça-feira, 21 de agosto de 12 19

20. “
Qualquer ente físico com grau de liberdade
cuja coordenada executa oscilações
harmônicas simples pode possuir apenas
energias totais que satisfaçam à relação
Princípio
de
Equipartição de
Energia
terça-feira, 21 de agosto de 12 20

21. Seja um pêndulo de massa 10g preso a um fio leve
de comprimento 10cm e oscilando com pequena
amplitude. Determine o valor das quantidades de energia
em que a energia desse pêndulo varia.
terça-feira, 21 de agosto de 12 21

22. Resolução na Lousa
terça-feira, 21 de agosto de 12 22

23. O efeito fotoelétrico
Física Moderna I
terça-feira, 21 de agosto de 12 23

24. Luz
incidente
Elétron
arrancado
Placa
metálica
terça-feira, 21 de agosto de 12 24

25. A energia cinética dos elétrons ao saltarem da placa é dada
pela diferença entre a energia da radiação incidente (E) e a
função trabalho (W).
Função trabalho (W) é a energia
necessária para fazer o elétron
saltar da placa.
terça-feira, 21 de agosto de 12 25

26. terça-feira, 21 de agosto de 12 26

27. Disponível em http://www.youtube.com/watch?v=WO38qVDGgqw
terça-feira, 21 de agosto de 12 27

28. http://b-nev.es/PdLWhj
terça-feira, 21 de agosto de 12 28

29. Disponível em http://www.youtube.com/watch?v=xlL_siyQtJI
terça-feira, 21 de agosto de 12 29

30. Fotocélula
terça-feira, 21 de agosto de 12 30

31. Células
fotovoltaicas
terça-feira, 21 de agosto de 12 31

32. (UNICAMP) O efeito fotoelétrico, cuja descrição por
Albert Einstein está completando 100 anos em 2005,
consiste na emissão de elétrons por um metal no qual
incide um feixe de luz. No processo, “pacotes” bem
definidos de energia luminosa, chamados fótons, são
absorvidos um a um pelos elétrons do metal. O valor da
energia de cada fóton é dado por Efóton = h⋅f, em que
h = 4,0 ×10–15eV⋅s é chamada constante de Planck e f é a
frequência da luz incidente.
terça-feira, 21 de agosto de 12 32

33. Um elétron só é emitido do interior de um metal se a
energia do fóton absorvida for maior que uma energia
mínima. Para os elétrons mais fracamente ligados ao
metal, essa energia mínima é chamada de função trabalho
W e varia de metal para metal (ver tabela a seguir).
Considere c = 300 000km/s.
Metal W (eV)
césio 2,1
potássio 2,3
sódio 2,8
terça-feira, 21 de agosto de 12 33

34. (a) Calcule a energia do fóton (em eV), quando o
comprimento de onda da luz incidente for 5 ×10–7m.
Resolução na Lousa
terça-feira, 21 de agosto de 12 34

35. (b) A luz de 5 ×10–7m é capaz de arrancar elétrons de
quais dos metais apresentados na tabela?
Metal W (eV)
césio 2,1
potássio 2,3
sódio 2,8
terça-feira, 21 de agosto de 12 35

36. (c) Qual será a energia cinética de elétrons emitidos pelo
potássio, se o comprimento de onda da luz incidente for
3 ×10–7m? Considere os elétrons mais fracamente ligados
do potássio e que a diferença entre a energia do fóton
absorvido e a função trabalho W é inteiramente
convertida em energia cinética.
Resolução na Lousa
terça-feira, 21 de agosto de 12 36

37. Prof. Ubirajara Neves
bira@progressocentro.com.br
professorbira.com
twitter.com/biraneves
facebook.com/professorbira
terça-feira, 21 de agosto de 12 37