Appunti del corso di Chimica Fisica II - Dipartimento di Chimica e ...

Inoltre passando al limite quasi-classico (facendo tendere a zero la costante diPlanck):e hνkT− 1 ≃hνkT⇒ u(ν, T ) ≃8πν2c 3hνhνkTcome previsto dalla termodinamica classica.= 8πν2c 3 kT2.1.2 L’effetto FotoelettricoIrraggiando un metallo con luce di frequenza opportuna, venne osservato cheesso emetteva elettroni. La teoria classica non riusciva però a spiegare alcuneosservazioni sperimentali:• Non vi era alcuna emissione per frequenze inferiori ad un certo valore,detto frequenza di soglia, qualsiasi fosse la potenza d’irraggiamento; taleultimo fattore giocava un ruolo esclusivamente sul numero di elettroniestratti• L’emissione era istantanea anche con luce di bassissima intensitàEra inoltre stato provato sperimentalmente che l’energia cinetica degli elettroniespulsi variava linearmente con la frequenza della radiazione incidente secondouna legge:T = 1 2 mv2 = C(ν − ν s ) (2.8)dove C è una costante e ν s è la frequenza di soglia. La spiegazione di questofenomeno fu opera di Albert Einstein, nel 1905. Egli Ipotizzò che la lucetrasportasse energia sotto forma di quanti (fotoni), ovvero:E = hνe che l’effetto fotoelettrico avvenisse in seguito ad un urto fra un fotone ed unelettrone. Il fotone, per estrarre l’elettrone, deve ovviamente avere abbastanzaenergia da permettere all’elettrone di superare la barriera di potenziale in cui èintrappolato, quindi:Da cuihν = T + W e = T + hν sT = h(ν − ν s )Tale interpretazione è in perfetto accordo con i dati sperimentali, in quantoprevede e giustifica sia l’esistenza della frequenza di soglia che il ruolo dell’intensitàdi irraggiamento (supponendo che ad una maggior intensità corrispondaun numero più elevato di fotoni).20