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Em 1839, o físico francês Alexandre-Edmond Becquerel (pai de Antoine Henri Becquerel) observou que quando havia incidência de radiação (luz e ultravioleta) numa superfície metálica, eram produzidas descargas elétricas dessa placa. Ou seja, a luz fazia surgir eletricidade.
Quase cinquenta anos depois, em 1887 o físico alemão Heinrich Rudolf Hertz (sim, o mesmo que ganhou a unidade de medida da frequência de uma onda), estava ocupado em fazer experimentos para comprovar a existência de ondas eletromagnéticas (que Maxwell tinha teorizado alguns anos antes),e ao realizar estes experimentos ele notou também o mesmo efeito observado por Becquerel.
A luz (e a radiação ultravioleta) eram capazes de produzir descargas elétricas em placas feitas de metal.
O EFEITO FOTOELÉTRICO
Em 1888, o físico britânico Joseph John Thomson demonstrou que essa descarga elétrica que surgia nestas superfícies metálicas, quando iluminadas por luz ou por raios ultravioleta, eram elétrons que saltavam delas.
Porém, Hertz (e seus assistentes) ao estudarem mais profundamente esse fenômeno descobriram algo bem esquisito:
Eles descobriram que quando se incide radiação ultravioleta as descargas elétricas eram intensificadas (ou seja, a luz ultravioleta aparentemente transmitia mais energia aos elétrons que a luz visível).
A partir dessa descoberta, foram ralizados vários experimentos usando luz monocromática (luz com frequencia bem determinada, ou em outras palavras, luz de uma cor só) e foi verificado algo mais estranho ainda:
ABAIXO DE UMA DETERMINADA FREQUENCIA DE LUZ, OS ELÉTRONS SIMPLESMENTE NÃO SALTAVAM DA PLACA, INDEPENDENTE DO TEMPO QUE A PLACA FICASSE EXPOSTA A ESSA LUZ.
Ou seja, a energia cinética dos elétrons que deixavam as placas metálicas era diretamente proporcional à frequência de luz que as iluminava.
Portanto concluiu-se que a luz era capaz de arrancar elétrons da superfície de uma placa metálica.
Esse fenômeno ficou conhecido como efeito Hertz ou EFEITO FOTOELÉTRICO.
Esse efeito era explicável pela física da época pois, como eles sabiam, a onda carrega energia e a luz já era entendida como uma onda nessa época. Ao encontrar a placa metálica a onda de luz transfere uma parte de sua energia para um dos elétrons que estão presentes nessa placa, ele absorve essa energia e acaba saltando da placa.
Esse efeito não ocorre somente em placas metálicas, mas em qualquer superfície que, ao serem atingidas por radiação eletromagnética perde elétrons.
Se na sua casa existe algum móvel ou objeto que fica exposto à luz do Sol durante muito tempo, você pode perceber que este móvel ou objeto com o tempo vai ficando mais desbotado e, dependendo do material, vai ficando mais desgastado e quebradiço. Isso ocorre por causa do efeito fotoelétrico.
Esse resultado (que foi amplamente verificado por muitos físicos) IA CONTRA A FÍSICA CLÁSSICA. Pois se a energia da onda era transmitida continuamente, bastava esperar um tempo com a onda "batendo" naquela placa para os eletrons acumulassem energia suficiente para serem ejetados. E também, de acordo com a física clássica, a energia da onda não poderia depender da frquencia desta onda, mas apenas da intensidade e do tempo em que a onda "age" sobre a placa.
A solução de Einstein para o problema do efeito fotoelétrico publicada no ano de 1905 foi simples, genial e revolucionária!
Em 1905 Einstein era um jovem físico que trabalhava no escritório de patentes na Suiça.
Ele conhecia a solução de Planck (publicada em 1901) para a radiação do corpo negro e sabia que essa solução utilizava um artifício matemático que considerava que a radiação emitida por um corpo negro se dava de forma discreta, em "pacotinhos" e não continuamente.
Com isso em mente ele pensou "se isso vale para a radiação térmica emitida por um corpo negro, deve valer também para a luz (que é uma radiação, onda eletromagnética) e também para a radiação ultravioleta.
Partindo dessa ideia, ele propôs a idéia de que a energia de qualquer radiação (onda eletromagnética) está QUANTIZADA em pacotes concentrados!
Ele chamou esse "pacotinho" de energia de QUANTUM que vem do latin e significa "a menor quantidade de alguma coisa".
A ideia de Eisntein foi a de que a luz (ou qualquer outra radiação eletromagnética) é composta de "partículas" de energia concentrada.
QUANTA é o plural de quantum em latim.
Daí vem a origem do termo FÍSICA QUÂNTICA ou mecânica quântica.
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