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Páginas: 9 (2033 palabras) Publicado: 27 de septiembre de 2014
EXPERIENCIA 3
Determinación de la constante de Planck, Efecto fotoeléctrico
OBJETIVOS:
1. Comprobación del efecto fotoeléctrico.
2. Medir la energía cinética de los fotoelectrones en función de la frecuencia de la
luz.
3. Determinar la constante de Planck h.
4. Demostrar la independencia de la energía cinética de los electrones respecto de la
intensidad de la luz
MATERIALES:
1 celdafotoeléctrica para determinar h
1 montura para celda fotoeléctrica
1 lámpara de mercurio de alta presión
1 portalámparas con ficha múltiple
1 bobina de reactancia universal 230 V, 50 Hz
1 lente f = + 100 mm y 1 diafragma de iris
5 filtros de interferencia
1 electrómetro amplificador
1 fuente de alimentación 230 V/12V~/20 W
1 capacitor STE 100 nF, 630 V, 1 pulsador STE (interruptor), de unpunto
1 voltímetro de CC
1 banco óptico, perfil normal 1m
2 jinetillos ópticos, H = 90 mm/B = 50 mm
3 jinetillos ópticos, H = 120 mm/B = 50 mm
2 enchufes de bornes , 1 casquillo BNC, 1 adaptador BNC/4 mm, 1 polo,1 ficha de acople
y 1 enchufe múltiple cuadrado
PREPARACIÓN PARA EL LABORATORIO



Constante de Planck.
Fotones, efecto fotoeléctrico.

PRINCIPIO
Si se irradia luz delongitud de onda suficientemente corta pueden extraerse electrones de
la superficie de determinados metales (efecto fotoeléctrico). Su energía dependerá
solamente de la frecuencia ν de la luz incidente pero no de su intensidad; ésta sólo
determina la cantidad de electrones extraídos. Este fenómeno contradice la física clásica
y fue interpretado por primera vez en 1905 por Albert Einstein. Él supusoque la luz
consiste en un haz de partículas, los llamados fotones, cuya energía E es proporcional a
la frecuencia:
𝐸 = ℎ𝜈

(1)

El factor de proporcionalidad h recibe el nombre de constante de Planck y es una
importante constante de la naturaleza. Según esta interpretación corpuscular de la luz,
cada fotoelectrón es arrancado por un fotón y abandona el átomo con la energía cinética
𝐸 𝑘= ℎ𝜈 − 𝑊𝑐

(2)

Donde W c representa el trabajo necesario para extraer los electrones del metal, este valor
es distinto para cada metal.

Figura 1. Montaje esquemático de un experimento para medir la constante de Planck h
mediante el efecto fotoeléctrico.
La luz monocromática (seleccionada por un filtro de longitud de onda F) incide sobre el
cátodo K de una celda fotoeléctrica. Loselectrones arrancados llegan al ánodo A y cargan
el capacitor C hasta una tensión límite U0.
Para determinar la constante de Planck h se hace incidir luz monocromática (o sea, de
una determinada longitud de onda) sobre una celda fotoeléctrica, y se mide la energía
cinética Ek de los electrones salientes.
La figura 1 muestra el montaje esquemático de este experimento. La luz pasa a través de
unánodo con forma de anillo (aquí un alambre de platino) e incide sobre una capa de
potasio. El potasio es un buen material para hacer cátodos debido al reducido trabajo
necesario para extraer electrones: los electrones de valencia se encuentran muy
débilmente ligados en los metales alcalinos.
Algunos de los fotoelectrones llegan al ánodo y forman allí la denominada fotocorriente I.
Si se haceretardar el movimiento de los electrones mediante una tensión negativa que se
incrementa continuamente, la fotocorriente decrecerá también de manera continua. La
tensión a la cual la fotocorriente se anula es denominada tensión límite U0. Llegado este
punto, tampoco los electrones más débilmente ligados (o sea, aquellos con la menor
energía WC y, por ende, los de mayor energía cinética) podráncontrarrestar la tensión del
ánodo. En este experimento, la tensión del ánodo es producida por un capacitor que
cargan los electrones incidentes hasta una tensión límite U0 (comparar con la figura 1).

Teniendo el valor de la tensión límite U0 puede calcularse la energía de estos electrones
débilmente ligados:
𝑒 𝑈0 = ℎ ν – 𝑊

(3)

Las mediciones se realizan para diversas longitudes de...
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