O que é a constante de Planck e qual seu papel no efeito fotoelétrico?

Passo 1

Vamos lá! A questão pede para explicar o que é a constante de Planck e qual é o seu papel no efeito fotoelétrico. Para isso, vamos precisar entender um pouco de física quântica e como a luz interage com a matéria.

Passo 2

Primeiro, a constante de Planck, representada por , é uma das constantes mais importantes da física. Ela foi introduzida por Max Planck para explicar o comportamento da radiação emitida por corpos negros. Essencialmente, determina o tamanho dos “pacotes” de energia, chamados quanta, que a luz pode transferir. O valor de é aproximadamente J·s.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre o efeito fotoelétrico. Esse fenômeno ocorre quando a luz incide sobre um material e faz com que elétrons sejam ejetados da superfície desse material. Antes de Planck, acreditava-se que a energia da luz dependia apenas de sua intensidade, mas o efeito fotoelétrico mostrou que a energia também depende da frequência da luz.

Passo 4

Aqui entra a constante de Planck! Para explicar o efeito fotoelétrico, Einstein propôs que a luz é composta por quanta de energia, onde cada quantum tem uma energia dada por:
onde é a frequência da luz. Isso significa que só se a frequência da luz for suficientemente alta (acima de um certo limiar), cada quantum tem energia suficiente para liberar um elétron do material.

Passo 5

Portanto, a constante de Planck é fundamental para determinar a quantidade de energia que cada quantum de luz carrega. Sem ela, não conseguiríamos explicar por que a luz de baixa frequência, mesmo com alta intensidade, não consegue ejetar elétrons, enquanto luz de alta frequência consegue, mesmo com baixa intensidade.

Resposta

A constante de Planck é uma medida fundamental que define a quantidade de energia em cada quantum de luz. No efeito fotoelétrico, ela determina a energia mínima necessária para que a luz ejetar elétrons de um material, explicando por que apenas luz com frequência acima de um limite específico pode causar esse fenômeno.

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