efecto fotoelectrico

Efecto Fotoeléctrico
La emisión de electrones por metales iluminados con luz de determinada frecuencia fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. Este efecto se llama efecto fotoeléctrico 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  salenfuera de la sustancia  el efecto fotoeléctrico se denomina externo. El efecto fotoeléctrico se observa en los metales. Sus características esenciales son:
Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.
La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad dela radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

La  fig.1  muestra un recipiente  provisto de una ventanilla de cuarzo que es transparente para la radiación óptica. Dentro del recipiente  se encuentra una placa metálica  K (cátodo), conectada al polo negativo de la pila, y una placa A (ánodo), conectada al polo positivo de lapila. Al iluminarse la placa K, entre ésta y la placa A  se produce una corriente (corriente fotoeléctrica) que puede medirse con el galvanómetro G. Como en el recipiente existe un vacío, la corriente se produce exclusivamente por los electrones (fotoelectrones) que se desprenden de la placa iluminada.




Fig. 1 Fig.2

Hay tres  características  fundamentales  del efecto fotoeléctrico.   
 
La corriente fotoeléctrica de saturación (o sea, el número máximo de electrones liberados por la  luz en 1 s) es directamente proporcional  al flujo luminoso incidente.        
La velocidad de los fotoelectrones crece con el aumento de la frecuencia de la luz incidente y no depende de su intensidad.                 Independientemente de la intensidad de la luz el efecto fotoeléctrico  comienza sólo con frecuencia mínima determinada (para el metal dado) de la luz que se denomina frecuencia de corte o umbral.        
                  
  La  fig.2 se muestra  la  gráfica  de la corriente fotoeléctrica en función de la diferencia de potencial  V entre las placas A y K.  La intensidad de la corrientefotoeléctrica, cuando la composición y la intensidad de la luz incidente sobre la placa K permanecen constantes, depende de la diferencia de potencial V que existe entre las placas A y K.  En esta gráfica se observa dos particularidades: 1) al aumentar la diferencia de potencial  V la corriente fotoeléctrica llega a la saturación y 2) existe un valor de la diferencia de potencial retardadora (potencialretardador) V0  llegando a la cual cesa la corriente i.  
La corriente fotoeléctrica alcanza un valor límite   is (la corriente de saturación)  para el cual  todos los fotoelectrones desprendidos del cátodo llegan hasta la placa A. La práctica demuestra que  con el aumento de la intensidad de la luz incidente aumenta también la corriente de saturación, pero solamente a causa de que son emitidos máselectrones.  La  intensidad de la luz incidente para la curva 2 es mayor  que para la curva 1. Como la corriente i = en, donde n es el número de electrones arrancados  en la unidad de tiempo, se deduce que el número de electrones arrancados  en la unidad de tiempo aumenta con el aumento de la intensidad de la luz incidente.
La parte ab de la curva  indica, que aunque se invierte la polaridad dela diferencia de potencial, la corriente fotoeléctrica no se reduce instantáneamente a cero, lo que hace deducir que los electrones emitidos por la placa K tienen una  determinada velocidad inicial. Estos electrones dejan de llegar a la placa A cuando el trabajo del campo eléctrico eV0, que frena a los electrones, se hace igual  a su energía cinética inicial (la energía cinética máxima) Ec,máx=...