PRATICA_LOCORREGIONAL_FISICA_QUANTICA

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DISCIPLINA: Física Quântica 
 
TEMA: Efeito Fotoelétrico 
 
OBJETIVO: Compreender o efeito Fotoelétrico e a ejeção de elétrons de objetos 
metálicos pela incidência de radiação. 
 
COMPETÊNCIA: Identificar o efeito fotoelétrico; estimar a frequência de corte para um 
material qualquer; considerar a função trabalho para um material qualquer. 
 
EXPERIMENTE E PRODUZA: Esta prática é uma vivência experimental sobre o tema 
Efeito Fotoelétrico. Faça a leitura dos documentos Sumário Teórico e Roteiro na tela 
inicial do Laboratório virtual 
 
 
Agora é com você!!! 
 
Acesse o simulador Efeito Fotoelétrico disponível no Roteiro de Estudo na aula 7 com 
título Laboratório Virtual e acesse o ícone Experimento. Não tenha medo de manusear 
os equipamentos. É interessante que você faça uma ambientação inicial. 
Recomentamos novamente a leitura atenta aos documentos do Lab. Virtual. 
Antes de tudo, verifique inicialmente se a posição do tubo fotoelétrico está a 2cm da luz 
ultravioleta. 
 
EXPERIMENTO 1: TUBO FOTOELÉTRICO NA LUZ ULTRAVIOLETA (UV) 
Primeiro passo: Coloque a chave inversora na posição direta. 
Nesta posição, você tomará 10 
dados conforme a tabela abaixo: 
 
Coloque os potenciômetros da fonte de tensão no máximo e varie até chegar no valor 
mínimo possível. Siga os valores de referência 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 5,95𝑉 e 𝑉𝑚𝑖𝑛 = 0,05𝑉 
 ddp (V) I (μA) 
1 5,94 ... Máx 
2 
 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 0,05 ... Min 
 
Segundo passo: Coloque na 
posição reversa conforme 
figura abaixo: 
Agora, você irá medir 5 
dados, até a corrente ser 0,05 
μA (tolerância do 
multímetro). Tome cuidado 
pois os valores de tensão são 
negativos. 
 
 ddp (V) I (μA) 
1 -0.1 ... Máx 
2 
 
3 
4 
5 ... 0.05 Min 
Siga os valores de referência 𝑉𝑚𝑎𝑥 = −0,1𝑉 e 𝐼𝑚𝑖𝑛 = 0,05𝐴. 
Terceiro passo: Mude a posição do tubo fotoelétrico 
para 5cm e repita todo o procedimento novamente 
(repetir o passo 1 e 2, tomando cuidado com os 
valores) 
Com esses dados, você deve verificar se o 
experimento está adequado com o que a literatura 
apresenta, ou seja, deve verificar graficamente se 
os dados de dispersão (de preferência, plotados no 
mesmo gráfico) estão de acordo com o gráfico 
abaixo. 
 
Registre os prints do valor máximo e mínimo nas configurações acima para inserir no 
relatório! 
 
 
EXPERIMENTO 2: TUBO FOTOELÉTRICO NA FONTE POLICROMÁTICA 
Primeiro passo: Vá na chave inversora e verifique se está na posição reversa. 
Segundo passo: Posicione o tubo fotoelétrico na luz policromática 
 
Terceiro passo: Coloque a fonte policromática em 645𝑛𝑚 e encontre o valor de tensão 
𝑉0 que zere a corrente, aumentando o ajuste fino. 
 
Meça 𝑉0 3 vezes, e tome uma média. 
Quarto passo: Faça o mesmo para os comprimentos de onda, 530𝑛𝑚, 490𝑛𝑚, 470𝑛𝑚 
e 440𝑛𝑚, conforme tabela abaixo: 
 
Velocidade da luz: 𝑐 = 299.792.458 𝑚/𝑠 Carga do elétron: 𝑒 = 1,60217663 × 10−19𝐶 
 
𝝀 (𝒏𝒎) Frequência – 𝝂 
(𝟏𝟎𝟏𝟒𝑯𝒛) 
Tensão 𝑽𝟎 (𝑽) 𝑽𝟎 (𝑽) 
média 1 2 3 
645 4,65 
530 5,66 
490 6,12 
470 6,38 
440 6,81 
A tabela contém os 3 dados para cada comprimento de onda e a média para cada 
situação. A equação que rege a correlação entre frequência e Tensão no efeito 
fotoelétrico é 
𝑒𝑉𝑜 = ℎ𝜈 − 𝜙 
Sendo 𝑒 a carga do elétron, ℎ a constante de Planck, 𝜈 a frequência do fóton incidente 
e 𝜙 a função trabalho. Você deve calcular a constante de Planck usando a regressão 
linear – veja como fazer no vídeo postado na disciplina. 
 
PESQUISA LOCORREGIONAL 
A célula fotovoltaica é a principal aplicação do efeito fotoelétrico, presente em painéis 
solares para gerar eletricidade limpa e renovável. Recomendamos a leitura do artigo 
publicado pelos professores Guilherme Pianezzer e Daniel Guimarães Tedesco 
https://www.dgabc.com.br/Noticia/3953940/vale-a-pena-investir-em-paineis-solares 
a) Escreva brevemente o funcionamento de uma célula fotovoltaica 
b) Faça uma cotação de quanto custa uma placa solar na sua localidade. Faça uma 
tabela com ao menos 3 fornecedores1: 
Fornecedor – Placa solar Preço unitário + Frete1 (R$) 
 
 
 
 
1 Se não há fornecedores na sua região, verifique nas imediações com o custo do frete associado. 
https://www.dgabc.com.br/Noticia/3953940/vale-a-pena-investir-em-paineis-solares
 
c) Agora, verifique a capacidade de geração de energia com a sua conta de luz e 
veja em quantos anos o investimento é “pago” – chamado de payback 
 
O que você deve postar? 
Um relatório contendo: 
• Os dados do Experimento 1 e 2 tabelados conforme template; 
• O gráfico do Experimento 1, com os prints dos valores ditos acima; 
• Os valores encontrados na regressão linear do Excel, para o experimento 2. 
• Uma discussão do resultado do Experimento 2, em função dos parâmetros 
estatísticos. 
• [Locorregional] Estudo dos fornecedores de placas solares e o payback. 
 
 
MATERIAIS DE APOIO: 
 
Caso o estudante e/ou grupo desejar poderá ampliar a compreensão teórica e prática 
do tema a partir das seguintes indicações: 
 
GRIFFITHS, D. J. Mecânica Quântica. São Paulo: Pearson, 2011 - BVP 
KNIGHT. R. D. Física: Uma Abordagem Estratégica: volume 4: relatividade, física 
quântica. Porto Alegre: Bookman, 2009 - BVMB 
MAHON, M.J. R. P. Mecânica Quântica: desenvolvimento contemporâneo com 
aplicações. Rio de Janeiro: LTC: 2011 - BVMB 
YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Física IV - Ótica e Física Moderna. São Paulo: Pearson, 
2016 - BVP