Fismod P3a
Páginas: 5 (1095 palabras)
Publicado: 12 de septiembre de 2015
Laboratorio de Física Moderna
Practica #3 Efecto Fotoeléctrico
Se espera que a mayor intensidad de la luz incidente, sea mayor el número de electrones emitidos por la superficie de un metal. Sin embargo, la teoría clásica es inadecuada para la explicación de otros aspectos del fenómeno fotoeléctrico.
La teoría clásica predice que a mayor intensidad de la radiación incidente, más energéticosserán los electrones emitidos por el metal. También, si la intensidad de la radiación incidente es muy débil, se espera clásicamente que para cierto tiempo hasta que el metal almacene suficiente energía para expulsar electrones. Sin embargo, los experimentos han mostrado que la energía cinética de los fotoelectrones no depende de la intensidad sino que aumenta al aumentar la frecuencia incidente, yque no hay demora apreciable para que los electrones sean expulsados aun para luz de intensidad muy débil.
En 1905, usando los nuevos conceptos de la mecánica cuántica, Einstein supuso que la radiación incidente consistía de paquetes de energía localizada E=hv que viajan con la velocidad de la luz. Desarrollo correctamente la teoría del efecto fotoeléctrico. Cuando los fotones caen sobre unasuperficie metálica, puede pasar lo siguiente:
1. los fotones pueden ser reflejados de acuerdo con las leyes de la óptica.
2. los fotones pueden desaparecer, cediendo toda su energía para expulsar los electrones.
La ecuación lineal de las rectas graficadas (Tmax vs frecuencia de la radiación incidente) se conoce como la ecuación fotoeléctrica de Einstein:
La función de trabajo es la cantidad minimade energia requerida para extraer un electrón de la superficie del metal y depende del metal usado. En 1914 Millikan produjo la primera prueba experimental directa de la ecuación anterior, y al mismo tiempo efectuó la primera determinación fotoeléctrica directa de la constante h de Planck. El valor aceptado de la constante de Planck es h=6.625x10-34 J-seg.
El siguiente es un breve resumen delefecto fotoeléctrico:
1. el número de electrones liberados es proporcional a la intensidad de las radiaciones incidentes.
2. la energía cinética máxima de los fotoelectrones depende de la frecuencia, no de la intensidad de la luz incidente.
3. Kmax esta relacionada linealmente con v a través de la ecuación anterior.
4. el potencial de frenado Vo depende de la función de trabajo φ.
5. existe unafrecuencia umbral vo por debajo de la cual no ocurre el efecto fotoeléctrico.
6. la emisión empieza, sin demora observable de tiempo, en v >= vo aun para luz incidente de intensidad muy baja.
La emisión y absorción de la luz fue un tema de investigación para el físico alemán Max Planck. Al tiempo en que Planck trataba de formular una teoría para explicar la distribución espectral de luz emitida en unmodelo clásico ondulatorio, se encontró con graves dificultades.
Para reconciliar la teoría con los resultados de laboratorio, Planck se vio forzado a desarrollar un nuevo modelo para la luz llamado el modelo cuántico. En este modelo, la luz es emitida en pequeños paquetes discretos o quantos de luz.
La relación entre la teoría clásica y cuántica para la emisión de la luz puede ser investigadausando el “h/e Apparatus”. Usando el apparatus en combinación con una lámpara de vapor de mercurio nos puede ayudar a determinar la relación h/e y por lo tanto determinar h, la constante de Planck.
Objetivos
1. Investigar la relación entre las teorías cuántica y clásica de la emisión de la luz.
2. Determinar de manera precisa la relación h/e para después obtener la constante de Planck.
Material1. 1 Manual del aparato h/e
2. 1 multímetro
3. 1 h/e apparatus AP-9368
4. 2 pilas de 9 V
5. 2 conexiones banana-banana
6. 1 estuche de equipo óptico: filtros de colores con 13 accesorios
7. 1 lámpara de mercurio PASCO
Procedimiento
1. Ajustar el aparato h/e de tal forma que solo un color del espectro pase por la abertura del fotodiodo.
2. Colocar el filtro de transmisión variable de tal forma...
Practica #3 Efecto Fotoeléctrico
Se espera que a mayor intensidad de la luz incidente, sea mayor el número de electrones emitidos por la superficie de un metal. Sin embargo, la teoría clásica es inadecuada para la explicación de otros aspectos del fenómeno fotoeléctrico.
La teoría clásica predice que a mayor intensidad de la radiación incidente, más energéticosserán los electrones emitidos por el metal. También, si la intensidad de la radiación incidente es muy débil, se espera clásicamente que para cierto tiempo hasta que el metal almacene suficiente energía para expulsar electrones. Sin embargo, los experimentos han mostrado que la energía cinética de los fotoelectrones no depende de la intensidad sino que aumenta al aumentar la frecuencia incidente, yque no hay demora apreciable para que los electrones sean expulsados aun para luz de intensidad muy débil.
En 1905, usando los nuevos conceptos de la mecánica cuántica, Einstein supuso que la radiación incidente consistía de paquetes de energía localizada E=hv que viajan con la velocidad de la luz. Desarrollo correctamente la teoría del efecto fotoeléctrico. Cuando los fotones caen sobre unasuperficie metálica, puede pasar lo siguiente:
1. los fotones pueden ser reflejados de acuerdo con las leyes de la óptica.
2. los fotones pueden desaparecer, cediendo toda su energía para expulsar los electrones.
La ecuación lineal de las rectas graficadas (Tmax vs frecuencia de la radiación incidente) se conoce como la ecuación fotoeléctrica de Einstein:
La función de trabajo es la cantidad minimade energia requerida para extraer un electrón de la superficie del metal y depende del metal usado. En 1914 Millikan produjo la primera prueba experimental directa de la ecuación anterior, y al mismo tiempo efectuó la primera determinación fotoeléctrica directa de la constante h de Planck. El valor aceptado de la constante de Planck es h=6.625x10-34 J-seg.
El siguiente es un breve resumen delefecto fotoeléctrico:
1. el número de electrones liberados es proporcional a la intensidad de las radiaciones incidentes.
2. la energía cinética máxima de los fotoelectrones depende de la frecuencia, no de la intensidad de la luz incidente.
3. Kmax esta relacionada linealmente con v a través de la ecuación anterior.
4. el potencial de frenado Vo depende de la función de trabajo φ.
5. existe unafrecuencia umbral vo por debajo de la cual no ocurre el efecto fotoeléctrico.
6. la emisión empieza, sin demora observable de tiempo, en v >= vo aun para luz incidente de intensidad muy baja.
La emisión y absorción de la luz fue un tema de investigación para el físico alemán Max Planck. Al tiempo en que Planck trataba de formular una teoría para explicar la distribución espectral de luz emitida en unmodelo clásico ondulatorio, se encontró con graves dificultades.
Para reconciliar la teoría con los resultados de laboratorio, Planck se vio forzado a desarrollar un nuevo modelo para la luz llamado el modelo cuántico. En este modelo, la luz es emitida en pequeños paquetes discretos o quantos de luz.
La relación entre la teoría clásica y cuántica para la emisión de la luz puede ser investigadausando el “h/e Apparatus”. Usando el apparatus en combinación con una lámpara de vapor de mercurio nos puede ayudar a determinar la relación h/e y por lo tanto determinar h, la constante de Planck.
Objetivos
1. Investigar la relación entre las teorías cuántica y clásica de la emisión de la luz.
2. Determinar de manera precisa la relación h/e para después obtener la constante de Planck.
Material1. 1 Manual del aparato h/e
2. 1 multímetro
3. 1 h/e apparatus AP-9368
4. 2 pilas de 9 V
5. 2 conexiones banana-banana
6. 1 estuche de equipo óptico: filtros de colores con 13 accesorios
7. 1 lámpara de mercurio PASCO
Procedimiento
1. Ajustar el aparato h/e de tal forma que solo un color del espectro pase por la abertura del fotodiodo.
2. Colocar el filtro de transmisión variable de tal forma...
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