Efecto Fotolectrico
Páginas: 11 (2572 palabras)
Publicado: 27 de septiembre de 2012
Análisis N°8: Efecto Fotoeléctrico.
Cristhian Arce Rol USM: 2960665-k cristhian.arce91@gmail.com
Francisco Bravo Rol USM: 2960117-8 francisco_bravo7@hotmail.cl
Grupo 402-A
Análisis N°8: Efecto Fotoeléctrico.
Cristhian Arce Rol USM: 2960665-k cristhian.arce91@gmail.com
Francisco Bravo Rol USM: 2960117-8francisco_bravo7@hotmail.cl
Grupo 402-A
Resultados
Esta experiencia tiene cuatro objetivos principales, que son: Determinar la constante de Planck; determinar la función trabajo del cátodo de la celda fotoeléctrica, determinar la frecuencia umbral en el efecto fotoeléctrico y por último determinar si el efecto fotoeléctrico es función de la irradiancia. Para ello se realiza un montaje como el presentado acontinuación:
Figura 1: Montaje utilizado en el laboratorio para distintos colores de luz irradiada.
Una vez realizado este montaje, se hace incidir cada uno de los colores monocromáticos de las leds sobre la celda. Es importante mencionar, que parte del montaje era conectar dos multitéster los cuales medían la corriente en el caso de que se desligaran electrones del material irradiado y ladiferencia de potencial usada para frenar el flujo de los electrones (efecto fotoeléctrico). Posteriormente, se ajusta el potencial de
frenado (según el tipo de luz), para que la fotocorriente sea cero. De estas mediciones, es posible obtener los distintos voltajes mediante la lectura del multitéster, pero además son conocidas las longitudes de onda de cada una de las
luces incidentes,por lo que mediante la siguiente ecuación es posible obtener el valor de las frecuencias asociadas a cada luz:
cλ=f (1)
Donde:
c: Velocidad del aire en el vacío, sin aproximación e igual a 299.792.458 [m/s].
λ: Longitud de onda asociada a cada luz [m].
f: Frecuencia obtenida experimentalmente, y que depende de cada luz[1/s].
Además, como el valor de la carga eléctrica del electrón es conocida (e=1,6*10-19C), es posible obtener la energía cinética que adquieren los electrones, con las diferentes frecuencias correspondientes a cada led. Con estos datos obtenidos (ver tabla 1 en anexo), es posible obtener el siguiente gráfico:
Grafico 1: Relación lineal entre la frecuencia de la luz incidente y la energíacinética adquirida por los electrones desprendidos de la placa metálica.
De la ecuación del gráfico se extrae la constante de Planck experimental, la función de trabajo del material y de la intersección de la recta con el eje x, se obtiene la frecuencia umbral, siendo estos valores respectivamente:
hexp=6,96*10-34[Js] con un error de 4,73%.
Φ=2,63*10-19[J]
f0=3,78*1014[hz]
Análisisy discusión
La emisión de electrones por metales irradiados con luz de determinada frecuencia fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. Y el proceso por el cual se liberan electrones de un material, se denomina efecto fotoeléctrico.
El efecto fotoeléctrico se caracteriza por tener una frecuencia mínima, y para valores de frecuencia incidente menor a ésta, no se produceefecto fotoeléctrico, independiente de cuan intensa sea la radiación incidente. Es un valor característico de cada material (Ver anexo Tabla 2).
No obstante lo anterior, si se cumple que la frecuencia de la radiación incidente, supera la mínima frecuencia, llamada frecuencia umbral, aumenta la emisión de fotoelectrones cuando se incrementa la intensidad de la radiación.
Teóricamente se hamencionado que el efecto fotoeléctrico depende del material irradiado. De acuerdo con esto, es posible encontrar la resistencia que opone el material a ceder electrones, la que se denomina como función de trabajo.
Según Einstein, que basa su explicación del efecto fotoeléctrico en la hipótesis de Planck, es decir que la radiación se propaga en forma de cuantos de energía, cuyo valor era hf, donde h...
Cristhian Arce Rol USM: 2960665-k cristhian.arce91@gmail.com
Francisco Bravo Rol USM: 2960117-8 francisco_bravo7@hotmail.cl
Grupo 402-A
Análisis N°8: Efecto Fotoeléctrico.
Cristhian Arce Rol USM: 2960665-k cristhian.arce91@gmail.com
Francisco Bravo Rol USM: 2960117-8francisco_bravo7@hotmail.cl
Grupo 402-A
Resultados
Esta experiencia tiene cuatro objetivos principales, que son: Determinar la constante de Planck; determinar la función trabajo del cátodo de la celda fotoeléctrica, determinar la frecuencia umbral en el efecto fotoeléctrico y por último determinar si el efecto fotoeléctrico es función de la irradiancia. Para ello se realiza un montaje como el presentado acontinuación:
Figura 1: Montaje utilizado en el laboratorio para distintos colores de luz irradiada.
Una vez realizado este montaje, se hace incidir cada uno de los colores monocromáticos de las leds sobre la celda. Es importante mencionar, que parte del montaje era conectar dos multitéster los cuales medían la corriente en el caso de que se desligaran electrones del material irradiado y ladiferencia de potencial usada para frenar el flujo de los electrones (efecto fotoeléctrico). Posteriormente, se ajusta el potencial de
frenado (según el tipo de luz), para que la fotocorriente sea cero. De estas mediciones, es posible obtener los distintos voltajes mediante la lectura del multitéster, pero además son conocidas las longitudes de onda de cada una de las
luces incidentes,por lo que mediante la siguiente ecuación es posible obtener el valor de las frecuencias asociadas a cada luz:
cλ=f (1)
Donde:
c: Velocidad del aire en el vacío, sin aproximación e igual a 299.792.458 [m/s].
λ: Longitud de onda asociada a cada luz [m].
f: Frecuencia obtenida experimentalmente, y que depende de cada luz[1/s].
Además, como el valor de la carga eléctrica del electrón es conocida (e=1,6*10-19C), es posible obtener la energía cinética que adquieren los electrones, con las diferentes frecuencias correspondientes a cada led. Con estos datos obtenidos (ver tabla 1 en anexo), es posible obtener el siguiente gráfico:
Grafico 1: Relación lineal entre la frecuencia de la luz incidente y la energíacinética adquirida por los electrones desprendidos de la placa metálica.
De la ecuación del gráfico se extrae la constante de Planck experimental, la función de trabajo del material y de la intersección de la recta con el eje x, se obtiene la frecuencia umbral, siendo estos valores respectivamente:
hexp=6,96*10-34[Js] con un error de 4,73%.
Φ=2,63*10-19[J]
f0=3,78*1014[hz]
Análisisy discusión
La emisión de electrones por metales irradiados con luz de determinada frecuencia fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. Y el proceso por el cual se liberan electrones de un material, se denomina efecto fotoeléctrico.
El efecto fotoeléctrico se caracteriza por tener una frecuencia mínima, y para valores de frecuencia incidente menor a ésta, no se produceefecto fotoeléctrico, independiente de cuan intensa sea la radiación incidente. Es un valor característico de cada material (Ver anexo Tabla 2).
No obstante lo anterior, si se cumple que la frecuencia de la radiación incidente, supera la mínima frecuencia, llamada frecuencia umbral, aumenta la emisión de fotoelectrones cuando se incrementa la intensidad de la radiación.
Teóricamente se hamencionado que el efecto fotoeléctrico depende del material irradiado. De acuerdo con esto, es posible encontrar la resistencia que opone el material a ceder electrones, la que se denomina como función de trabajo.
Según Einstein, que basa su explicación del efecto fotoeléctrico en la hipótesis de Planck, es decir que la radiación se propaga en forma de cuantos de energía, cuyo valor era hf, donde h...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.