Efecto Fotoelectrico

fotoeléctrico
Efecto Fotoeléctrico


Fecha de realización: 22, 24, 29 de agosto, 1 y 7de septiembre de 2006
Fecha de entrega: 18 de septiembre

Laboratorio de Física Contemporánea 1
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma De México

Realizado por:

Alfaro Ramírez Emma Carolina
Martín Pérez Laura Ivonne
Millán García Cipactli


Resumen (Abstract):
El objetivoes encontrar la constante de Planck a través del efecto fotoeléctrico.
Se midió la corriente de emisión fotoeléctrica de un fototubo en función del voltaje aplicado para ocho líneas espectrales de una lámpara de mercurio. A partir de los resultados obtenidos se calculo la constante de Planck, h. Después de hacer el experimento manual se automatizo el equipo para obtener alrededor de 90datos, a partir de los cuales pudimos obtener una comparación con los datos obtenidos manualmente.


Introducción:
El objetivo de la práctica es medir la corriente fotoeléctrica de un fototubo y determinar aproximadamente la constante h de Planck.


Marco Teórico:
El efecto fotoeléctrico fue descubierto por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre doselectrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad.
Un año después, Hallwachs hizo una importante observación de que la luz ultravioleta al incidir sobre un cuerpo cargado negativamente causaba la perdida de su carga mientras que no afectaba a un cuerpo con carga positiva.
Diez años mas tarde, J. J.Thompson y P. Lenard demostraron independientemente que la acción de la luz era la causa de la emisión de cargas negativas libres por la superficie del metal.

( Los fotoelectrones
El efecto fotoeléctrico, en su forma más simple esta demostrado en la figura 1.
La luz de un arco de carbón es enfocada por medio de una lente de cuarzo sobre una placa recientemente pulida de zincmetálico. Cuando la placa se carga negativamente y la luz se enciende, la laminilla del electroscopio acopado desciende lentamente. Desciende porque los electrones bajo la acción de la luz saltan de la placa de zinc en el punto iluminado; cuando la placa tiene carga positiva no baja la laminilla de oro, indicando que la placa retiene su carga. El mismo resultado de ausencia de descarga se observa sila placa de zinc esta cargada negativamente y se inserta en una hoja de vidrio. Cuando se quita el vidrio vuelve a bajar la laminilla de oro. Puesto que el vidrio común transmite la luz visible y la infrarroja, pero no la ultravioleta, se deduce del último resultado que los electrones se libran solo por la luz ultravioleta.


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Fig: 1


( Celdas fotoeléctricas.
Lasceldas fotoeléctricas se preparan en general depositando una capa delgada de metal alcalino en la superficie interior de un pequeño tubo de vacío.


( Velocidad de los fotoelectrones
Las primeras medidas de la velocidad de los fotoelectrones condujeron al descubrimiento muy sorprendente de que la velocidad no aumenta a medida de que crece la intensidad de la luz, al elevarse laintensidad se incrementa el numero de fotoelectrones pero no su velocidad. Los experimentos de Leonard de 1902 demostraron que para aumentar la velocidad de los fotoelectrones se debe aumentar la frecuencia de la luz, (i.e. usar radiaciones luminosas de longitudes de onda mas cortas), cuanto mas corta sea la longitud de onda, mas alta será la velocidad.


( Ecuación fotoeléctrica
ElHamiltoniano para un electrón en el sistema está dado por:


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Donde EK es la energía cinética de las partículas y U es la energía potencial.


Ahora, Planck, nos dice que la energía de las ondas electromagnéticas está dada por:


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Y haciendo la suposición de que un cuanto electromagnético (fotón) logra transmitirle toda su energía, entonces:...