Informe De Laboratorio De La Determinación De La Constante De Planck

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE PLANCK

Introducción
En 1905, Albert Einstein publicó un trabajo llamado “Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la producción y transformación de luz”, más conocido como el trabajo sobre el efecto fotoeléctrico. Fue en este mismo año que Einstein publicó sus otros dos celebrados trabajos: uno en el que presentó la teoría de la relatividad especial yotro en el que trató acerca del movimiento browniano.
Planck había considerado que la energía de las partículas que forman las paredes de la cavidad que produce la radiación de cuerpo negro solamente podía ser emitida o absorbida en múltiplos enteros de un cuanto o elemento de energía. Es más, llegó a esta hipótesis como una argucia matemática, sin mayor realidad física, para poder obtener ladistribución que ya había encontrado usando argumentos empíricos de naturaleza puramente termodinámica.
La idea de que la luz y más generalmente la radiación electromagnética estuviera compuesta por un conjunto de partículas había sido propuesta por Newton. Sin embargo, como también se vio, existen en la naturaleza fenómenos como la interferencia y la difracción que solamente se pueden explicar sila radiación es de naturaleza ondulatoria.
Einstein en su trabajo sugirió que la suposición de que la luz está formada de cuantos discretos de energía podía ser aplicada a algunos fenómenos que la teoría ondulatoria de la luz no podía explicar, como por ejemplo, la fluorescencia y el efecto fotoeléctrico.
Con respecto a la fluorescencia, Einstein sugirió la explicación siguiente. Cada cuanto deradiación o fotón al ser absorbido por los átomos de la sustancia fluorescente (figura 1) estimula la emisión de uno o más fotones. La suma de las energías de los fotones emitidos tiene que ser igual a la energía del fotón absorbido, ya que la energía se debe conservar.
Por tanto, si por ejemplo se remiten dos fotones, ´estos deben compartir sus energías de tal manera que su suma sea igual a ladel fotón absorbido. Lo cual significa que la energía de cada fotón emitido es menor que la del absorbido. Tomando en cuenta que la energía de un fotón es proporcional a su frecuencia, lo anterior significa entonces que la frecuencia de la radiación emitida será menor que la de la radiación absorbida.
Este acuerdo apoya el modelo de Einstein en el cual los cuantos de luz, o fotones, se absorben oemiten en unidades enteras.
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Figura 1: Un átomo absorbe un fotón y luego emite dos o más fotones.

Con respecto al efecto fotoeléctrico, Einstein escribió en su trabajo:
La concepción usual, de que la luz esta distribuida continuamente en el espacio en el que se propaga, encuentra dificultades muy serias cuando uno intenta explicar los fenómenos fotoeléctricos, tal como los apunto Lenarden su trabajo pionero.
De acuerdo con el concepto de que la luz incidente consiste de cuantos de energía de magnitud igual al producto de la constante de Planck h por la frecuencia de la luz, sin embargo, uno puede concebir la expulsión de electrones por la luz de la manera siguiente. Cuantos de luz penetran la capa superficial del cuerpo (figura 2) y su energía se transforma, por lo menos enparte, en energía cinética de los electrones. La manera mas sencilla de
imaginar esto es que un cuanto de luz entrega toda su energía a un solo electrón; supondremos que esto es lo que sucede[...] Un electrón al que se le ha impartido energía cinética dentro del cuerpo habrá perdido parte de esta energía al tiempo que llegue a la superficie. Además, supondremos que para poder escapar del metalelectrón tiene que hacer una determinada cantidad de trabajo, característico de la sustancia en cuestión.
La predicción además nos indica que para cada metal la línea correspondiente tiene que ser precisamente una línea recta. Es más, las rectas que corresponden a distintos metales deben ser paralelas. Einstein encontró que la inclinación de estas rectas es universal, o sea la misma para todas las...