Efecto Fotoelectrico

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EL EFECTO FOTOELÉCTRICO
M.A. Rodríguez-Meza1 y J.L. Cervantes-Cota Depto. De Física, Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares Apdo. Postal 18-1027, México D.F. 11801, México

Resumen
Presentamos una revisión del trabajo de Albert Einstein de 1905 y por el cual se le otorgó el premio Nobel del año de 1921, es decir, del trabajo que popularmente se conoce como del efecto fotoeléctrico.Mostramos que para Einstein el trabajo en sí no era importante, sino que estaba interesado en entender los procesos de emisión y absorción de radiación por la materia. Veremos, también, que al entender la termodinámica de la radiación electromagnética en una cavidad en equilibrio térmico a una temperatura dada, Einstein pudo plantear su hipótesis de los cuantos la cual procedió a aplicar a tresfenómenos de interés en esos años, entre ellos el efecto fotoeléctrico.

Para comenzar
Cuando nos hablan de Einstein viene a nuestra mente la imagen del viejo genio con cabellera blanca, bigote tupido y mirada inteligente. Viene a nuestra mente el nombre de relatividad, tanto la especial con su famosa fórmula E = mc 2 y su consecuencia desastroza, la bomba atómica, como la general con su predicción dela curvatura de la trayectoria de un haz luminoso al pasar cerca de el sol. Predicción corroborada espectacularmente en 1919 en ocasión de un eclipse de sol. Bueno, esta vez no hablaremos de eso, vamos a hablar de su ! artículo por el cual le fue concedido el premio Nobel de Física en el año de 1921, el Efecto Fotoeléctrico. Hablaremos del efecto fotoeléctrico sí, pero en el contexto de lo quepodríamos decir fue su línea de pensamiento, por cierto no muy conocida, que lo guió desde sus primeras investigaciones y hasta los años veintes. Este proyecto estuvo basado en su propia metodología mecánico estadística, donde por cierto introdujo el ensamble canónico y mostró la importancia de las fluctuaciones. Podríamos pensar que Einstein fue el padre de lo que hoy se conoce como teorema defluctuación-disipación, esencial en la teoría de respuesta lineal. El efecto fotoeléctrico se puede entender de manera sencilla como sigue. Si iluminamos una superficie metálica con un haz luminoso de frecuencia apropiada (por ejemplo, se ilumina sodio con luz a una frecuencia de 6 "1014 /seg ) se emiten electrones de la superficie. Esta
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2 emisión de electrones desde la superficie por la acción de la luz se le donomina efecto fotoeléctrico.

¿A quién le interesaba el efecto fotoeléctrico?
A Albert Einstein el efecto no le interesaba en si mismo, además de que su teoría por la primera década del siglo pasado provocaba serías críticas negativas. Por ejemplo, Planck, Nernst, Rubens, y Warburg escribierón en1913: “…En suma, puede decirse que de los grandes problemas en que es tan rica la física moderna, dificilmente exista uno al que Einstein no haya hecho una contribución notable. Que alguna vez errara el blanco en sus especulaciones, como por ejemplo en su hipótesis de los quanta de luz, no puede esgrimirse realmente demasiado en su contra, porque no es posible introducir ideas realmente nuevas, niaun en las ciencias más exactas, sin correr a veces algún riesgo…”. Por otro lado es importante resaltar el hecho de que uno de los autores de este comentario sea el propio Planck, quien a fin de cuentas introdujo por primera vez la idea de los cuantos de luz en sus trabajos sobre la radiación de cuerpo negro. Al final de la década de los 1910’s Einstein ya esperaba el premio Nobel, ya que élhabía sido propuesto por varios físicos desde 1910 para que se le otorgase esta distinción. Pero èl esperaba este premio por sus contribuciones sobre la relatividad. La academia Sueca estaba confusa por las controversias causadas por la teoría de la relatividad. El físico Oseen propuso que se le otorgara el premio Nobel por su deducción del efecto fotoeléctrico. Recibió el premio de forma efectiva...