Efecto Fotoelectrico

Universidad Pedagógica Nacional
Facultad de ciencia y tecnología
Programa de licenciatura en física
Laboratorio de física moderna
Quintero Maria, Torres Yeison, Hernandez Angie, Almonacid Paula, Castro Andres.
EFECTO FOTOELECTRICO
INTRODUCCION
A lo largo del laboratorio se desarrolla un experimento sencillo en el cual con la ayuda de unos materiales sencillos de obtener, obtenemos unadiferencia de voltaje lo cual hace que el montaje nos dé a comprobar el efecto fotoeléctrico. Se observará que al alumbrar unas placas metálicas con luz ultravioleta en la toma de voltaje con el multímetro se ve efectivamente el cambio de voltaje en el instante que se prende o se conecta la luz uv. Aunque comprobar este efecto generalmente se hace en aire y con luz visible, con un montajeespecifico, se ingenió este montaje expuesto en el 5° Congreso Nacional de Enseñanza de la Física, Bogotá, Colombia 16 al 20 de mayo de 2011, publicado en la Revista Científica. Volumen Extra. Año 2011, gracias a este montaje experimental podemos apreciar y comprobar el efecto fotoeléctrico.
OBJETIVOS
* Comprobar con elementos sencillos y de fácil acceso, el efecto fotoeléctrico.
* Tratar deevidenciar el desprendimiento de electrones de las placas metálicas por medio de la variación de voltaje.
MARCO TEORICO
Se llama efecto fotoeléctrico a la liberación (total o parcial) de los electrones de enlaces con átomos  y moléculas de la sustancia bajo acción de la luz (visible, infrarroja y ultravioleta).
Si los electrones  salen fuera de la sustancia  el efecto fotoeléctrico se denominaexterno. El efecto fotoeléctrico se observa en los metales.
Interpretación clásica
En el marco de la teoría ondulatoria de la luz podríamos explicar la existencia del efecto fotoeléctrico considerando que las ondas electromagnéticas portan energía y ésta puede utilizarse para liberar electrones de las superficies metálicas. Basta que la onda aporte una energía superior a la de ligadura del electrónpara que éste quede libre.
En la teoría de Maxwell, la cantidad de energía transportada por la onda es proporcional al cuadrado de la amplitud de la oscilación, y por tanto a la intensidad de la onda. A continuación se plantean tres problemas, presentes a la hora de interpretar los resultados de las experiencias desde el punto de vista clásico.
1. Un aumento de intensidad de la onda implicaun aumento de la energía acarreada. Por tanto debería de dar lugar a un incremento de la energía de los fotoelectrones arrancados del electrodo.
“Esta predicción es incompatible con la observada independencia de V0 - es decir, de la energía cinética máxima de los fotoelectrones - con la intensidad luminosa.”
2. La energía de la onda es independiente de la frecuencia de la misma, por tanto elefecto fotoeléctrico debería darse para cualquier frecuencia, siempre y cuando la intensidad luminosa fuese suficientemente elevada.
“No existe acuerdo entre esta afirmación y los resultados de Millikan.”
3. La energía de una onda electromagnética está uniformemente distribuida a lo largo de la superficie "iluminada" por el haz de luz utilizado en las experiencias descritas. Por otro lado, lasuperficie efectiva donde se pueden encontrar los electrones será, aproximadamente, un círculo de radio igual al radio atómico. Por tanto, la energía disponible para arrancar un electrón será la que le corresponda a esa "superficie efectiva". Así, cada electrón deberá acumular la energía necesaria para liberarse, ahora bien, si la intensidad de luz es suficientemente pequeña, este proceso llevaráun cierto tiempo. Concluimos que para intensidades de luz bajas, deberá existir un tiempo de retraso entre que se ilumina el electrodo y la emisión de los primeros fotoelectrones.
“No se observa el esperado retraso. La emisión de fotoelectrones es instantánea si la frecuencia de la luz es la adecuada para el material del electrodo utilizado.”
Interpretación del efecto fotoeléctrico bajo la...