El efecto fotoelectrico

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EL EFECTO FOTOELÉCTRICO

Un poco de historia…..

El efecto fotoeléctrico fue observado de manera casi accidental por el físico alemán Heinrich Hertz en el año de 1887, mientras experimentaba con las entonces recién descubiertas ondas electromagnéticas.

El efecto fotoeléctrico fue estudiado por primera vez por el físico alemán Philipp Lenard en 1902.

En 1905, Albert Einstein publicó untrabajo llamado "Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la producción y transformación de luz", más conocido como el trabajo sobre el efecto fotoeléctrico.

Fue Einstein el primero que, con su trabajo de 1905, dio significado físico a la hipótesis de la cuantización de la energía.

En la época, se suponía que la luz era una perturbación del campo electromagnético. que tenía suenergía distribuida en todo el espacio, y que se diluía conforme una onda se alejaba del punto donde había sido emitida.

En qué consiste?

Básicamente, consiste en hacer incidir luz sobre una superficie (placa) metálica lo que da como resultado una emisión de electrones.

Fig. 1
Los electrones emitidos desde la placa, reciben el nombre de fotoelectrones.

Un tubo de vidrio o cuarzo donde seha hecho vacío contiene una placa metálica E, conectada a la terminal negativa de la batería. Otra C está conectada al terminal positivo de la batería.

La luz incide sobre la placa E y bajo ciertas condiciones, los electrones alcanzan la placa C cerrando el circuito.
Cuando el tubo se encuentra en la oscuridad, A registra cero.

Cuando luz monocromática de longitud de onda apropiada iluminaE, A detecta corriente lo que es un indicio del flujo de cargas.

La corriente asociada al proceso surge de los electrones emitidos desde la placa negativa (emisor) hasta la placa positiva (colector).

Solo los electrones que tienen K mayor que e.V, llegarán a C, donde e es la carga del electrón. Cuando V ≥Vs (potencial de frenado) ningún e- llega a C y la corriente es cero. La Kmax de losfotoelectrones se relaciona con Vs así:

Kmax = eVs

La Física clásica vs. La teoría de Einstein

Para los contemporáneos de Einstein, el efecto fotoeléctrico era un fenómeno extraño, aunque común. La parte más extraña del efecto fotoeléctrico no era si la luz tenía suficiente energía para desprender electrones, sino cómo sucedía este fenómeno. Cuando los físicos comenzaron a medir la energíacinética de los electrones emitidos con distintas frecuencias e intensidades de la luz, se encontraron con que los resultados contradecían todas sus suposiciones.

(Suposiciones clásicas)

|Predicción |Resultados |
|Luz más brillante (mayor intensidad) se emitirían la misma |Alhacer la luz más brillante, se emitían más electrones, pero |
|cantidad de electrones, pero cada electrón tendría mayor energía.|cada electrón tenía la misma energía. |
|Al cambiar el color de la luz (cambio de frecuencia) se emitirían|El cambiar el color de la luz no tenía efecto en el número de |
|más electrones, pero no habría cambios en la energía de cada|electrones emitidos, pero cada electrón tenía una energía mayor o|
|electrón. |menor, dependiendo del color. |
|Frecuencia umbral para cada material |No existía explicación |

Planck planteó que la energía no se radiaba como un continuoa través del espectro electromagnético, a cualquier frecuencia posible. Solo se podía emitir en paquetes discretos (cuantos). Frecuencias diferentes requerían un número diferente de “paquetes” de energía. Suponiendo que la luz no era sólo una onda sino una “partícula” con una cantidad discreta de energía (E=hγ), el efecto fotoeléctrico podía explicarse fácilmente:

(Suposiciones según...
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