electricista industrial
Páginas: 15 (3542 palabras)
Publicado: 8 de julio de 2013
EXPERIMENTO N° 7
TEMA: Efecto Fotoeléctrico.
PARTE 1: Medición y Cálculo de la Constante de Plank, h.
Equipo:
Cantidad
Descripción
Código
1
Equipo para efecto fotoeléctrico
AP - 8209
Objetivo:
Marco Teórico.
El efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones cuando la luz choca contra una superficie. Este efecto tiene muchas aplicacionesprácticas tal como se puede ver en la figura. Para escapar de una superficie, el electrón debe absorber energía suficiente de la radiación incidente para superar la atracción de los iones positivos del material de la superficie. Esta atracción produce una barrera de energía potencial, que confina a los electrones al interior del material. Imagine que esta barrera se parece a una orilla redondeada quesepara el asfalto vehicular de una acera elevada. La orilla mantendrá en el asfalto un balón de fútbol soccer que ruede lentamente. Pero si se patea el balón con suficiente fuerza, puede rodar subiendo por la orilla, y el trabajo efectuado contra la atracción gravitacional (la ganancia de energía potencial gravitacional) es igual a su pérdida de energía cinética.
Un visor nocturno usa elefecto fotoeléctrico. Los fotones que entran al instrumento chocan contra una placa y emiten electrones que atraviesan un disco delgado, donde hay millones de canales diminutos. La corriente por cada canal se amplifica electrónicamente y se dirige hacia una pantalla, que resplandece al llegarle los electrones.
Después del descubrimiento del electrón en 1897, se aclaró que la luz causa laemisión de electrones del cátodo. Debido a su carga negativa 2e, los fotoelectrones emitidos son impulsados por el campo eléctrico hacia el ánodo. Para reducir al mínimo los choques de los electrones con las moléculas de gas se necesita un alto vacío, a presiones residuales de 0.01 Pa (10^-7 atm) o menores.
Hallwachs y Lenard encontraron que cuando sobre el cátodo incidía luz monocromática, noseemitían fotoelectrones, a menos que la frecuencia de la luz fuera mayor que cierto valor mínimo llamado frecuencia de umbral.
Esta frecuencia mínima depende del material del cátodo. Para la mayoría de los metales, la frecuencia de umbral está en el ultravioleta (que corresponde a longitudes de onda λ entre 200 y 300 nm); pero para los óxidos de potasio y cesio, está en el espectro visible (l entre 400 y700 nm).
El efecto fotoeléctrico: En el efecto fotoeléctrico, una superficie puede expulsar un electrón al absorber un fotón cuya energía hf es mayor o igual a la función trabajo f del material. El potencial de frenado V es el voltaje necesario para detener una corriente de electrones expulsados e impedir que lleguen al ánodo.
Montaje:
1. Cubra la ventana de la caja de la Fuentede Luz de Mercurio con la Tapa de la Lámpara de Mercurio de la caja de Filtros Ópticos. Cubra la ventana de la caja del Fotodiodo con la Tapa del Fotodiodo de la caja de Filtros Ópticos.
2. En la Fuente de Poder h/e, encienda POWER y la LAMPARA DE MERCURIO. En el Equipo de Efecto Fotoeléctrico, ponga en POWER el botón en la posición ON.
3. Permita que el equipo y la fuente de luz secalienten por 20 minutos. NOTA: Es importante que la fuente de luz y el equipo se caliente por unos 20 minutos antes de realizar cualquier medición.
4. En el equipo, coloque el VOLTAJE entre - 2 —- + 2 voltios. Gire el switch del RANGO DE LA CORRIENTE a 10"13.
5. Para calibrar el amplificador de corriente a cero, primero desconecte los calves "A", "K" y "la fecha hacia abajo" (tierra) del panelposterior del equipo.
6. Presione el botón "PHOTOTUBE SIGNAL" en la CALIBRACIÓN.
7. Ajuste la perilla CURRENT CALIBRATION hasta que la corriente sea cero.
8. Presione el botón PHOTOTUBE SIGNAL para realizar la MEDICIÓN.
9. Reconecte los cables "A", "K" y "la fecha hacia abajo" (tierra) del panel posterior del equipo.
Procedimiento:
1. Descubra la ventana de la caja del Fotodiodo....
TEMA: Efecto Fotoeléctrico.
PARTE 1: Medición y Cálculo de la Constante de Plank, h.
Equipo:
Cantidad
Descripción
Código
1
Equipo para efecto fotoeléctrico
AP - 8209
Objetivo:
Marco Teórico.
El efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones cuando la luz choca contra una superficie. Este efecto tiene muchas aplicacionesprácticas tal como se puede ver en la figura. Para escapar de una superficie, el electrón debe absorber energía suficiente de la radiación incidente para superar la atracción de los iones positivos del material de la superficie. Esta atracción produce una barrera de energía potencial, que confina a los electrones al interior del material. Imagine que esta barrera se parece a una orilla redondeada quesepara el asfalto vehicular de una acera elevada. La orilla mantendrá en el asfalto un balón de fútbol soccer que ruede lentamente. Pero si se patea el balón con suficiente fuerza, puede rodar subiendo por la orilla, y el trabajo efectuado contra la atracción gravitacional (la ganancia de energía potencial gravitacional) es igual a su pérdida de energía cinética.
Un visor nocturno usa elefecto fotoeléctrico. Los fotones que entran al instrumento chocan contra una placa y emiten electrones que atraviesan un disco delgado, donde hay millones de canales diminutos. La corriente por cada canal se amplifica electrónicamente y se dirige hacia una pantalla, que resplandece al llegarle los electrones.
Después del descubrimiento del electrón en 1897, se aclaró que la luz causa laemisión de electrones del cátodo. Debido a su carga negativa 2e, los fotoelectrones emitidos son impulsados por el campo eléctrico hacia el ánodo. Para reducir al mínimo los choques de los electrones con las moléculas de gas se necesita un alto vacío, a presiones residuales de 0.01 Pa (10^-7 atm) o menores.
Hallwachs y Lenard encontraron que cuando sobre el cátodo incidía luz monocromática, noseemitían fotoelectrones, a menos que la frecuencia de la luz fuera mayor que cierto valor mínimo llamado frecuencia de umbral.
Esta frecuencia mínima depende del material del cátodo. Para la mayoría de los metales, la frecuencia de umbral está en el ultravioleta (que corresponde a longitudes de onda λ entre 200 y 300 nm); pero para los óxidos de potasio y cesio, está en el espectro visible (l entre 400 y700 nm).
El efecto fotoeléctrico: En el efecto fotoeléctrico, una superficie puede expulsar un electrón al absorber un fotón cuya energía hf es mayor o igual a la función trabajo f del material. El potencial de frenado V es el voltaje necesario para detener una corriente de electrones expulsados e impedir que lleguen al ánodo.
Montaje:
1. Cubra la ventana de la caja de la Fuentede Luz de Mercurio con la Tapa de la Lámpara de Mercurio de la caja de Filtros Ópticos. Cubra la ventana de la caja del Fotodiodo con la Tapa del Fotodiodo de la caja de Filtros Ópticos.
2. En la Fuente de Poder h/e, encienda POWER y la LAMPARA DE MERCURIO. En el Equipo de Efecto Fotoeléctrico, ponga en POWER el botón en la posición ON.
3. Permita que el equipo y la fuente de luz secalienten por 20 minutos. NOTA: Es importante que la fuente de luz y el equipo se caliente por unos 20 minutos antes de realizar cualquier medición.
4. En el equipo, coloque el VOLTAJE entre - 2 —- + 2 voltios. Gire el switch del RANGO DE LA CORRIENTE a 10"13.
5. Para calibrar el amplificador de corriente a cero, primero desconecte los calves "A", "K" y "la fecha hacia abajo" (tierra) del panelposterior del equipo.
6. Presione el botón "PHOTOTUBE SIGNAL" en la CALIBRACIÓN.
7. Ajuste la perilla CURRENT CALIBRATION hasta que la corriente sea cero.
8. Presione el botón PHOTOTUBE SIGNAL para realizar la MEDICIÓN.
9. Reconecte los cables "A", "K" y "la fecha hacia abajo" (tierra) del panel posterior del equipo.
Procedimiento:
1. Descubra la ventana de la caja del Fotodiodo....
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