ciencia

Efecto fotoeléctrico

Experimentalmente se comprueba que al irradiar un metal con luz ultravioleta, se produce una emisión de electrones. Si entre dos electrodos situados dentro de una ampolla devidrio en la que se ha hecho el vacío, se establece una cierta diferencia de potencial V, y uno de los electrodos es irradiado con radiación UV, a partir de una determinada frecuencia,característica de cada metal, los electrones serán arrancados de su superficie, y adquirirán una cierta energía cinética. Si suponemos que están inicialmente en reposo y como consecuencia del teorema de la energíacinética, WT = Ec, como el trabajo se puede expresar como W = q V, y además , si suponemos los electrones inicialmente en reposo, tenemos que
q V =
siendo m y q la masa y la carga del electrónrespectivamente.



También se comprueba que existe una frecuencia umbral para cada metal, por debajo de la cual no hay emisión de electrones.


Interpretación

Einstein consideró que laradiación electromagnética se emitía y propagaba de forma discreta. Así, cuando un cuanto de radiación (fotón) de energía E = h (h es la constante de Planck, cuyo valor es h = 6,624  10-34 J s, y  esla frecuencia del fotón) choca con un electrón del metal, es absorbido, y si la energía que tiene es suficiente, puede arrancar al electrón del metal.
La existencia de una frecuencia umbral, 0,indica la energía mínima h0 necesaria para arrancar un electrón. Esta energía es la correspondiente a los electrones cuya energía cinética después de ser arrancados es 0, es decir, aquellos que al serarrancados de la superficie del metal quedan en reposo. Esta energía mínima, característica de cada metal, recibe el nombre de función trabajo o trabajo de extracción,
WL = h0

La energíacinética máxima de los electrones emitidos por el metal puede calcularse como la diferencia entre la energía absorbida por el fotón (que es la energía total del fotón que es transmitida sin pérdidas al...