Google+ Tribuna Estudantil - O Jornal do HD: 06/22/09

segunda-feira, 22 de junho de 2009

O efeito foto-elétrico e a anti-matéria

Efeito foto-elétrico

Todos os metais possuem elétrons livres em seu interior. Esses elétrons podem ser removidos se uma certa quantidade de energia for transferida a ele e uma das maneiras de se fazer isso é provocar a incidência de um feixe de luz sobre o metal, o que faz com que os elétrons sejam "exitados" e emitidos pelo metal, processo etse que é denominado "Efeito foto-elétrico".

Mas como exatamente ocorre o efeito foto-elétrico? As ondas luminosas transmitem energia. Essa energia é absorvida pelos elétrons através de fótons, que são pulsos de luz. Cada fóton pode ser absorvido por apenas um elétron e sua energia é totalmente transferida para este, energia que pode ser calculada por E=hl, onde l é a frequência do fóton e h é a constante de Planck, cujo valor é aproximadamente 6,63.10 elevado a 34 J.s. Entretanto, para que o elétron seja emitido deve-se fornecer uma energia mínima a ele chamada "função trabalho W". O número de fótons que chegam à superfície do metal por segundo é diretamente proporcional à intensidade da luz.

Anti-matéria

Inúmeros experimentos têm mostrado que para quase todas as partículas elementares da matéria existe uma correspondente "Anti-partícula", isto é, uma partícula idêntica, porém de carga elétrica contrária, por exemplo, a anti-partícula correspondente ao elétron é o "pósitron", que possui a mesma massa que o elétron, porém carga elétrica positiva.

Além do pósitron já foram detectadas outras anti-partículas, como a anti-próton, o anti-nêutron, etc. Estas constatações levaram os cientistas a pensar que possivelmente deve existir uma "anti-matéria", ou seja, uma matéria formada somente por anti-partículas, por exemplo, o átomo de hélio possui um núcleo com dois prótons e dois nêutrons, circundados por dois elétrons, portanto o "anti-hélio" possuiria um núcleo com dois anti´prótons e dois anti-nêutrons circundados por pósitrons.

Entretanto, uma das maiores dificuldades em se comprovar a existência da anti-matéria é o fenômeno de "aniquilação de par" no qual uma partícula e sua correspondente anti-partícula "se aniquilam" ao entrarem em contato, liberando uma certa quantidade de energia de acordo com a equação relativista E=mc². Por exemplo, se um rapaz de massa igual a 60kg encontra com uma "anti-moça" de massa igual a 60kg, eles se aniquilariam e seria liberada a seguinte quantidade de energia: E=mc² >> 120(3. 10 elevado a 8)² >> E=120 . 9 . 10 elevado a 16 >> E= 1,08 . 10 elevado a 19J, uma energia equivalente a aproximadamente 270 bilhões de litros de petróleo!

Diego Teruo Mendes de Souza, 3B/2009

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