Introdução
No século XIX, esperava-se que luz intensa, de qualquer cor, acabasse arrancando elétrons de um metal se se esperasse o bastante. Os experimentos mostraram outra coisa: abaixo de uma frequência de corte, nada sai, por mais brilhante que seja o feixe.
Einstein, em 1905, tratou a luz como pacotes de energia h f. Cada elétron absorve um fóton. Se h f supera a função trabalho, o resto vira cinética. O brilho só aumenta o número de fótons, não a energia de cada um.
Explicação em linguagem acessível
Ultravioleta em zinco limpo pode ejetar elétrons; vermelho intenso, em muitos metais, não. A corrente fotoelétrica quase não tem atraso mensurável, o que constrange modelos que acumulam energia clássica aos poucos.
Painéis solares são primos em sólido: a banda proibida faz o papel de um limiar. Fototubos e alguns sensores ainda são parentes próximos do experimento de laboratório.
Conceito físico envolvido
Dualidade: a luz interfere como onda e entrega energia em quanta. Planck introduziu h no espectro do corpo negro; Einstein levou o quantum ao efeito fotoelétrico — Nobel de 1921, pelo efeito, não pela relatividade.
Como o fenômeno acontece
Um fóton some; um elétron ganha h f. Parte se gasta para sair do material (φ e perdas). O que sobra é K. Um campo de frenagem no experimento mede Kₘₐₓ e desenha a reta de Einstein.
Exemplos cotidianos
- Células solares.
- Olho eletrônico de portas antigas.
- Espectroscopia de fotoelétrons em laboratório (técnica avançada).
Grandezas e fórmulas
h f = φ + Kₘₐₓ
- h
- constante de Planck · 6,626 × 10⁻³⁴ J·s (CODATA)
- f
- frequência da luz · hertz (Hz)
- φ
- função trabalho do metal · joule (J) ou elétron-volt (eV)
- Kₘₐₓ
- energia cinética máxima do elétron ejetado · joule (J)
Os símbolos acima são os deste guia. Valores numéricos, quando citados no texto, vêm das fontes do fim da página ou são apresentados só como ordem de grandeza.
Equívocos comuns
- Não é ‘luz empurrando elétrons como vento clássico’. O limiar de cor é o dado decisivo.
- Não prova que a luz ‘não é onda’. Prova que a entrega de energia é quantizada.
Aplicações práticas
Energia fotovoltaica, detectores, controle de exposição, pesquisa de superfícies. A constante h entra em toda a física quântica que veio depois.
Curiosidades
- Lenard e Hertz viram peças do fenômeno antes da teoria; Hertz notou que a faísca do transmissor ultravioleta ajudava outra faísca — um começo torto e famoso.
Fontes consultadas
- The photoelectric effect — OpenStax University Physics Volume 3. https://openstax.org/books/university-physics-volume-3/pages/6-2-photoelectric-effect
- Photoelectric effect — HyperPhysics. https://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mod1.html
- Planck constant — NIST CODATA. https://physics.nist.gov/cuu/Constants/
Equipe Editorial Kanshulu. Publicação e atualização: 8 de setembro de 2026.