¿Qué es el Efecto Fotoeléctrico?
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se ilumina con radiación electromagnética. Fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. Albert Einstein utilizó la teoría cuántica para resolver este misterio de la física.
Los Elementos del Experimento
SUPERFICIE METÁLICA
ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA
FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA Si se hace incidir luz de al menos una frecuencia determinada a la superficie metálica (frecuencia característica) DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA La superficie metálica emite electrones DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA Mientras mas intensa es la luz, mas electrones emite DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
Pero... ¿Qué pasa si el valor de la frecuencia de la luz es menor que la frecuencia característica? Y ¿Qué pasa si repetimos el experimento, pero aumentamos la intensidad de la luz (con el mismo valor de frecuencia de la pregunta 1)?
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA Si disminuimos el valor de la frecuencia determinada de la luz DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA La superficie metálica NO emite electrones DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA Si aumentamos la intensidad de la luz, con el mismo valor de la frecuencia anterior DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
VACIO FUENTE LUMINOSA ELECTRODO POSITIVO SUPERFICIE METÁLICA La superficie metálica NO emite electrones DETECTOR FUENTE DE VOLTAJE
¿Por qué?
Einstein pensó que cada paquete de energía se comporta como una partícula de luz pequeña a la que llamó fotón. El dedujo que cada fotón debía tener una energía proporcional a la frecuencia de la luz, donde: h= constante de Plank n = frecuencia Por lo tanto, la luz debe tener una frecuencia suficientemente alta para superar la fuerza que mantiene unidos a los electrones en el metal.
h = EC + BE Si la frecuencia de los fotones es mayor que entonces los electrones no sólo serán emitidos, sino también adquieren una cierta cantidad de energía cinética, tal que, donde EC es la energía cinética del electrón emitido y BE es la energía que mantiene unido al electrón en el metal. Por lo tanto, mientras más energético sea el fotón (con una mayor frecuencia), mayor será la energía cinética de los electrones emitidos. h = EC + BE
Por otra parte, considere dos haces de luz que tienen la misma frecuencia pero difieren en intensidades. La frecuencia de ellos es mayor a la frecuencia característica. El rayo de luz más intenso tiene más fotones, por lo tanto, emite una mayor cantidad de electrones de la superficie metálica.
CONCLUSIONES Cuanto más intensa es la luz, mayor será el número de electrones emitidos por el metal de prueba. A mayor frecuencia de la luz, mayor será la energía cinética de los electrones emitidos de la superficie metálica.