Efecto fotoelectrico

Efecto fotoeléctrico

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                                                     Efecto fotoeléctrico.  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 salen fuera de la sustancia el efecto fotoeléctrico sedenomina externo. El efecto fotoeléctrico se observa en los metales. 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 la pila. 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.      1. 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.   2.La  velocidad  de  los  fotoelectrones  crece  con  el  aumento  de  la  frecuencia  de  la  luz  incidente  y  no  depende de su intensidad. 3.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(potencial retardador) 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 deque son emitidos más electrones. 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 seinvierte la polaridad de la 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

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placa A cuando el trabajo del campo eléctrico eV0, que frena a los electrones, se haceigual a su energía cinética inicial (la energía cinética máxima) Ec,máx= (mυ2)/2.                                                                                                     (1) De la fig.2 se ve que para las ambas curvas, que corresponden a diferentes intensidades de la luz...