Foton E a energia liberado pelos eletrons quando estao nas camadas mais elevadas?
Bom galera, ja ouvi falar que um atomo tem camadas de equilavencias e estas tem subniveis.Um eletron,conforme sua carga, pode saltar de uma camada de menor energizacao para uma maior.
Um eletron ao chegar na ultima camada, onde ficam os atomos mais energeticos,ele automaticamente libera essa energia e volta para a primeira camada..Pode-se dizer que esta energia liberada pelos eletrons mais energeticos apos ter chegado na ultima camada E chamada de foton??
Assim mais ou menos que funciona a energia solar?
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É uma pergunta muito interessante, perto de muitas outras que vejo por aí. Parabéns pela curiosidade! É meio difícil de ser respondida, mas vamos lá:
Primeiramente um átomo tem "camadas" [na verdade, são orbitais, e neste contexto podem ser chamados de níveis eletrônicos] que vão do interior para o exterior do núcleo. Para os eletrons migrarem de uma camada (nível) interna para uma externa, é necessário absorver energia. Para os eletrons migrarem de uma camada (nível) externa para uma interna, é necessário liberar energia. Portanto, não se trata de um eletron ter ou não maior quantidade de carga, e sim de um eletron absorver ou liberar energia.
Sendo assim, o que voce disse se explica, na verdade, desta maneira: um elétron numa camada interna (estado fundamental), de menor energia, absorve radiação eletromagnética (UV, luz visível, por exemplo). Ao absorver esta radiação, o elétron salta do nível interno para um nível mais externo (estado excitado). No nível mais externo, de maior energia, o elétron pode liberar esta energia adquirida, retornando ao nível interno (estado fundamental). Esta energia pode ser liberada sob a forma de luz, calor, etc. Isto é o que acontece no que chamamos de transição eletrônica.
E o que seria o fóton?
Bem, segundo Einstein o fóton é traduzido como pacotes de energia, que estão presentes na luz. Estes "pacotes" de energia existentes na luz demonstra o lado de partícula da luz, pois a luz ora se comporta como onda ora se comporta como partícula. Bem, é sabido que:
1) Quanto maior a frequência da radiação eletromagnética incidente, maior a energia incidente e mais elétrons são excitados. Essa vem de uma relação matemática entre a frequência [f] e a energia [E]: E = h f , h é uma constante. Porém, somente após um determinado valor de frequência ocorre a excitação dos elétrons, pois esse determinado valor de frequência mínima é a necessária para o salto dos elétrons.
2) É sabido também que, acima da frequência mínima, quanto maior a intensidade da radiação, maior a quantidade de fótons incidentes nos átomos, e mais elétrons são excitados.
Assim, fótons podem ser absorvidos pelos átomos para que eles possam ser excitados e que sejam capazes de saltar para níveis de maior energia. Porém, fótons podem ser liberados quando os elétrons saltam para níveis de menor energia, em certas transições eletrônicas (lembra quando eu disse que a energia pode ser liberada sob a forma de luz, calor? Luz é radiação, radiação contém fótons!)
Agora, como funciona a energia solar? Bem, as células fotoelétricas se baseiam no efeito fotoelétrico. O efeito fotoelétrico nada mais é do que o processo de excitação dos elétrons direto num metal ou num sólido. A luz (radiação) é incidida no material contendo elétrons, contendo uma frequência e uma intensidade definidas (luz vem do sol!). Essa frequência permite que os elétrons sejam excitados e ejetados, absorvendo energia, e uma luz mais intensa permite que mais elétrons sejam ejetados. A ejeção confere aos elétrons energia cinética, e numa corrente elétrica os elétrons se movem.... e assim, a energia solar produz energia elétrica.
As células fotoelétricas são feitas de sólidos condutores ou semicondutores, que são geralmente metais dopados, o que se tem nos transistores, por exemplo. Os metais possuem a propriedade de terem elétrons móveis que podem ser excitados de uma banda de valência para uma banda de condução. Quando os elétrons caminham para a banda de condução, eletrons se movimentarm e temos a energia elétrica!
PARA FICAR CLARO: os sólidos possuem mais de um átomo, e portanto não é correto pensar em níveis de energia. Como são muitos átomos, são muitos níveis aglomerados, e aí falamos não em questão de níveis, mas de bandas: um nível fundamental e um nível excitado, uma banda de valência e uma banda de condução. Quando a luz (fotons) incide num sólido, os elétrons pulam de uma banda de valencia para uma banda de condução.
Bem, vai aqui um link do youtube sobre o assunto (efeito fotoelétrico), para você entender melhor como através de uma excitação eletrônica se gera corrente elétrica:
https://www.youtube.com/watch?v=bnR1syXU5dU
Aqui, dois eletrodos metálicos são colocados no vácuo para demonstrar o fenômeno, idem quando se tem a banda de condução e de valência em um semicondutor, numa célula fotovoltaica.
É uma questão bem difícil de ser explicada pois além dos conceitos de estrutura da matéria, do átomo e de coisas da mecânica quântica, o próprio fenômeno que ocorre nas células fotoelétricas só é explicável se conhecendo as propriedades dos sólidos, e conhecendo-se também um pouco da química dos sólidos.
Se falei alguma besteira, por favor pessoal me corrijam mas tentei ser o mais claro possível.
Faço química, espero ter ajudado na sua dúvida. Boa sorte e procure mais sobre o assunto, é legal!