O efeito fotoelétrico Albert Einstein 1879-1955

No início do século XX, o mundo científico teve a sorte de presenciar as realizações de uma de suas mentes mais notáveis. 

Só quando visto em uma perspectiva histórica completa as contribuições de Albert Einstein assumem seu significado total na evolução do pensamento científico. 

No entanto, para o grande alcance de sua imaginação e poder de seus esquemas conceituais, ele não tinha igual entre os cientistas contemporâneos. 

Sua estatura científica foi enorme, tanto aos olhos de seus colegas e do público em geral. Raramente na história da física existiu um cientista com tanta aclamação pública. 

Não desde Newton, de fato, estava lá um físico que atraiu tanta atenção universal. Com efeito, os dois são frequentemente comparadas com base da grande influência sobre cada um tinha o desenvolvimento da física. 

Em seus métodos, no entanto, eles diferiam em um grande respeito: Newton foi principalmente um experimentador, embora a sua lei da gravitação foi em grande parte o resultado de especulação teórica. 

Einstein, por outro lado, era um teórico que fez nenhum trabalho experimental sequer no curso de suas investigações. Eles compartilharam a distinção de unificar grandes blocos de conhecimento tendo aplicação universal.

Einstein é talvez melhor conhecido por suas teorias da relatividade, mas ele trabalhou em muitos campos, particularmente na teoria cinética da matéria e da teoria quântica da luz. Foi no âmbito desta última, por sua explicação do efeito fotoelétrico, que ganhou o prêmio Nobel em 1921. 

O efeito fotoelétrico foi descoberto experimentalmente por Hertz em 1887, no curso de suas pesquisas sobre ondas elétricas . Ele notou que as faíscas produzidas no "gap" de seu circuito secundário ou detector eram influenciados pela luz que incidia sobre a diferença provocando faíscas no circuito primário ou transmissor.

Ao investigar mais, Hertz concluiu que era a parte ultravioleta da luz que era responsável pelo fenômeno, e que o efeito foi maior quando a luz era incidente sobre o terminal negativo (cátodo) da lacuna. 

Estando envolvido, principalmente, com outros problemas, Hertz não levou esses estudos muito longe, deixando para os outros as investigações mais detalhadas. 

Muitos foram atraídos pelo problema, mas as contribuições mais significativas foram feitas por Wilhelm Hallwachs (1859-1922), que mostrou que a emissão consistia de eletricidade negativa, e por Lenard, que mediu a (e/m) dos portadores fotoelétricos e achou para ser a mesma determinada pela Thomson para raios catódicos.

Até o início do século XX, duas leis empíricas tinham sido firmemente estabelecidas. Em primeiro lugar, a corrente fotoelétrica, ou número de elétrons emitidos por unidade de tempo, era proporcional à intensidade da luz incidente. Em segundo lugar, a energia máxima dos elétrons emitidos era proporcional à frequência da luz, não à sua intensidade. 

Foi neste momento, em 1905, que Einstein mostrou como nova teoria quântica de Planck da radiação poderia ser usada para explicar o efeito fotoelétrico. Sua solução foi notável por sua simplicidade, mas ainda assim descreveria totalmente os fatos observados. Nesse mesmo ano, ele fez suas primeiras descobertas no campo da relatividade.

Albert Einstein nasceu em 14 de março de 1879, em Ulm, Württemberg, no sul da Alemanha, onde seu pai era um pequeno empresário. A Alemanha esteve, em seguida, em um período de rápido crescimento econômico após a Guerra Franco-Prussiana e da formação do império vários anos antes. Bismarck tinha forjado um império que não poderia ser contida no seu próprio território; sua enorme expansão industrial, com a consequente necessidade de novos mercados, juntamente com as noções de superioridade racial e cultural, levou a duas guerras mundiais. 

Einstein estava envolvido em ambos; no primeiro, embora um neutro Suíço, ele apoiou o movimento pacifista. No segundo, enquanto ele se deparou com o pensamento deplorável da guerra, ele não podia mais justificar seu próprio pacifismo total e, portanto, esta atitude foi fundamental para convencer o governo dos Estados Unidos para tentar o desenvolvimento de armas atômicas, num futuro próximo.

Seus primeiros anos foram passados em Munique, onde sua família tinha resolvido logo depois que ele nasceu. Lá, ele frequentou a escola primária e do ginásio, (2) não mostrando nenhuma aptidão especial nem interesse em seus estudos. Ele gostava de aprender por si mesmo, no entanto, e dedicou grande parte de seu tempo à leitura em matemática e ciências. 

Quando ele tinha quinze anos, sua família mudou-se para Milão em busca de melhores condições econômicas e o jovem Einstein deixou o ginásio sem fazer os exames necessários para a admissão em uma universidade. No ano seguinte, ele frequentou a Escola Cantonal em Aarau, Suíça, onde ganhou seu certificado e, em seguida, entrou no Zurich Polytécnica. Lá, curiosamente, o seu principal interesse era na física experimental. Ele passou grande parte do tempo nos laboratórios, mas continuou a ler ali o que podia das idéias atuais da física, estudando por conta própria, em sua maior parte.

Einstein se formou a partir de Zurique em 1900, em seguida, fez algumas aulas particulares, enquanto adquiria a nacionalidade suíça, e em 1902 foi nomeado um "examinador" no Escritório de Patentes da Suíça. Por sua própria conta seus últimos anos foram muito agradáveis; Lá, ele encontrou tempo para desenvolver suas idéias principais. 

Durante os próximos dois anos, ele publicou cinco artigos, principalmente sobre a teoria cinética e termodinâmica. Estes mostraram capacidade acentuada, mas em 1905 ele alcançou a verdadeira grandeza com seus trabalhos sobre a teoria quântica da luz e sobre a relatividade especial. Naquele mesmo ano, ele completou uma dissertação para seu doutorado. 

Até então, ele era razoavelmente bem conhecido; ele começou a lecionar na Universidade de Berna , enquanto isso mantendo sua posição no Escritório de Patentes. Em 1909 tornou-se professor assistente na Politécnica de Zurique, e dois anos depois aceitou o cargo de professor catedrático na Universidade Alemã de Praga. 

Ele voltou a Zurique pouco depois como professor catedrático, permanecendo lá até 1914, quando foi convidado para o Instituto Kaiser Wilhelm, em Berlim, em seguida, um dos principais centros de pesquisa do mundo. Lá, ele publicou sua teoria da relatividade geral, em 1916, as previsões de que foram confirmadas por observações astronômicas três anos depois.

Como a mentalidade nazista começou a aumentar sobre a Alemanha tornou-se claro que Einstein não podia mais ficar. 

"Cultura alemã estava sendo sacrificado para ambições distorcidas", e até mesmo as verdades científicas eram suspeitas de mácula racial. 

Einstein, sendo judeu, percebeu que seu próprio futuro, tanto como cientista e como um indivíduo, não era mais seguro na Alemanha de Hitler e relutantemente decidiu sair. Em 1933, Einstein ingressou no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, onde permaneceu pelo resto de sua vida. 

Sua presença ali enriqueceu o Instituto, bem como todo o mundo científico. Ele continuou a trabalhar em silêncio, procurando completar a sua teoria do campo unificado, dando seu apoio a vários movimentos em busca da paz mundial, e condenando a ignorância e o fanatismo onde quer que ele encontrara. 

Ele morreu em 18 de abril de 1955, pouco antes do quinquagésimo aniversário da sua descoberta mais importante, a teoria da relatividade.

1 Fotoelectricidade geralmente inclui três fenômenos distintos, o fotovoltaicos, fóton-produtivos, e efeitos fotoemissivo. O último, com o qual estamos preocupados aqui, geralmente é chamado de efeito fotoelétrico.

Forte abraço,

Prof. Sérgio Torres
#sergiorbtorres

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                                                     Sergio Torres


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