fotoelectrico

EFECTO FOTOELECTRICO

Prof. Luis Torres
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Introducción
• Desde hace mucho tiempo los
científicos han estado interesados por
la naturaleza y el comportamiento de la
luz.
• Es importante comprender la naturaleza
de la luz porque es uno de los
ingredientes fundamentales de la vida
en la tierra.
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• Por medio de la fotosíntesis las plantas
convierten la energía luminosa del sol en
energíaquímica.
• La luz es el principal mecanismo por el
cual podemos transmitir y recibir información
de los objetos que nos rodean y de todo el
universo.
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•

La naturaleza y propiedades de la luz, fue
tema de gran interés y especulación desde la
antigüedad.
•
Los griegos pensaban que la luz estaba
compuesta
por
diminutas
partículas
(corpúsculos) emitidas por una fuente
luminosa y que al incidir sobre elojo del
observador estimulaban la percepción de la
visión.
• Newton empleó esta teoría corpuscular para
explicar la reflexión y la refracción de la luz.
4

•

Uno de los contemporáneos de Newton, el
científico holandés Christian Huygens, (1670)
pudo explicar muchas propiedades de la luz
incluyendo la reflexión y la refracción a partir de
su proposición de que la luz está conformada
por ondas.
•
En1801, Thomas Young demostró que los
haces luminosos pueden interferir entre sí, lo
que dió un fuerte apoyo a la teoría ondulatoria
de la luz.
• En el 1965 Maxwell desarrolló una teoría
impresionante en la que demostró que la luz
estaba conformada por ondas electromagnéticas
y que viajaban a la rapidez de la luz. (c = 3 x 10
8 m/ )
s

5

•

Al inicio del siglo XX Albert Einstein retomó la teoríacorpuscular de la luz para explicar la emisión de
electrones de superficies metálicas expuestas a haces
luminosos (efecto fotoeléctrico).

• Hoy en día los científicos ven a la luz con una
naturaleza dual. En algunos experimentos la luz se
comporta como partículas y en otros experimentos
presenta propiedades ondulatorias.
• La teoría ondulatoria electromagnética clásica
proporciona una explicaciónadecuada de la
propagación de la luz y de los efectos de interferencia,
en tanto que el efecto de interacción de la luz con la
materia se explica mejor suponiendo que la luz es una
partícula.

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¿Cómo puede la luz viajar en el vacío si no hay un medio que vibre
a su paso?

Figura A
 
 
 

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Por medio de la oscilación
(vibración) de su campo
eléctrico y su campo magnético.
      

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El restode las ondas viajan
debido a que es el medio el que
vibra al paso de las ondas por él.

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La Teoría Cuántica
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• La teoría cuántica intenta desarrollar un modelo dual que
reconcilie la naturaleza dual de la luz (onda-partícula).
•

Recuerde que la luz es un conjunto de ondas
electromagnéticas con diferentes longitudes de onda que
viajan en el vacío a c (c = 3 x 10 8 m/s).

•

La luz se emiteen pequeños y discretos paquetes de
energía llamadas cuantos o fotones.

• El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones desde
una placa de metal expuesta a ciertas frecuencias de luz.

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Figura B

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Explicación de la Figura B.
• Dos electrodos de metal se sellan al vacío en un
tubo de cuarzo. Uno de los electrodos se
recubre con el metal zinc.
• Se establece una diferencia enpotencial a
través de los electrodos por medio de una fuente
de voltaje.
• Se incluye una resistencia variable en el circuito
para poder variar la diferencia en potencial.
• Se utiliza un amperímetro para detectar y medir
la cantidad de corriente en el circuito.
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• En ausencia de la luz, la corriente no fluye en
el circuito.
• Sin embargo, cuando la luz de cierta
frecuencia incide en el electrodo dezinc, la
corriente fluye en el circuito.
• La luz arranca electrones de la placa de
zinc. Estos electrones viajan hacia la placa
positiva y se completa el circuito.
• Los electrones arrancados de la placa de
metal se llaman fotoelectrones y son iguales
que otros electrones.
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• La luz que incide sobre la placa de metal debe de
tener una frecuencia mínima (fo) para arrancar los
electrones del...