Fundamentos De Electricidad Y Magnetismo
Enviado por 56946892 • 6 de Febrero de 2013 • 1.364 Palabras (6 Páginas) • 664 Visitas
Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
EL EFECTO FOTOELÉCTRICO Y SUS APLICACIONES
THE PHOTOELECTRIC EFFECT AND ITS APLICATIONS
David Segura Monroy código. 244705
G9NL30
Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia
2 de Junio de 2010
Resumen
Aunque tiene más de un siglo de descubierto, el efecto fotoeléctrico esta más vigente que
nunca y además de ser útil en un gran número de aplicaciones para el funcionamiento de
muchas de nuestros dispositivos electrónicos , puede ser también el comienzo de la
solución a nuestros problemas energéticos a largo plazo. Este artículo quiere dar a conocer
en que consiste este efecto y algunas de sus principales aplicaciones prácticas.
Palabras claves: Efecto fotoeléctrico,Efecto fotovoltaico ,foton, luz,electrón
Abstract
Although it has more than a century of discovered, the photoelectric effect is more
valid now than ever , besides being useful in a large number of applications for the
operation of many of our electronic devices, it also could be the beginning of the
solution to our energy problems long term. This article wants to show what is the
photoelectric effect and some of its main práctical applications.
Keywords: Photoelectric effect, photovoltaic effect, photon, light,electron
Introducción
En principios del siglo XX, los físicos
descubrieron que la mejor forma de entender
la estructura de la materia era combinar
elementos tanto de las partículas como de las
ondas, la luz es una onda en el campo
electromagnetico pero la luz interactua con
los átomos en haces cuasiparticulares
llamados fotones, de igual forma un rayo de
electrones muestra difracción de onda cuando
es reflejado en un cristal. Así es como
empezaron a conocerse algunas
particularidades del electrón en fenómenos
que asentaron las nacientes teorías de la
relatividad y la mecánica cuántica. Entre ellas
destaca la manifestacion conocida como
efecto fotoeléctrico, una forma de interacción
entre los electrones y la radiación
electromagnética. En 1887, el físico alemán
Heinrich Hertz (1857-1894) descubrió
accidentalmente que la luz ultravioleta
modificaba el voltaje al que se producían
chispas entre los electrodos metálicos.
La explicación teórica llegó con Albert
Einstein, quien en 1905 publica el
revolucionario artículo “Heurística de la
generación y conversión de la luz”, basando
su formulación de la fotoelectricidad en una
extensión del trabajo sobre los cuantos de
Max Planck. Más tarde Robert Andrews
Millikan pasó diez años experimentando para
demostrar que la teoría de Einstein no era
correcta, para finalmente concluir que sí lo
era. Eso permitió que Einstein y Millikan
fueran agraciados con sendos premios Nobel
en 1921 y 1923, respectivamente.
1
El Efecto Fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico es la emisión de
electrones de una superficie cuando esta es
sometida a la acción de la luz (visible
,infrarroja , ultravioleta)
Un arreglo experimental para estudiar el
efecto consiste de dos placas metálicas
paralelas dentro de una botella a la que se
le ha practicado vacío.
Estas placas son conectadas a un
amperímetro y a una bateria con un
potenciometro que permite no sólo variar
el potencial entre las placas sino además
su signo. El experimento se lleva a cabo
iluminando la superficie del cátodo
(emisor), y como resultado se mide una
pequeña corriente eléctrica en el
amperímetro.
Cuidadosos experimentos de Hertz y
otros por más de 18 años revelaron varias
características importantes sobre el efecto
fotoeléctrico:
• La tasa de emisión de electrones es
proporcional a la intensidad de la
luz.
• La energía de los electrones
expulsados es independiente de la
intensidad de luz.
• Para cualquier metal dado, ahi una
frecuencia mínima f0 de luz que
puede expulsar electrones.
• La energía de les electrones
expulsados por la luz de frecuencia
f es proporcional a la diferencia de
frecuencias f-f0.
La luz incidente es una corriente de
cuantos de energía en fomra de partículas
llamadas fotones, cada una con energía hf
y con igual probabilidad de expulsar un
electrón, cuando una onda de luz
incidente entrega un cuanto de energía a
un electrón , una mínima cantidad ɸ es
usada para escapar del metal, asi que los
electrones emergen con un rango de
enrgía cinética.Cuantitativamente es:
Las Aplicaciones del Efecto
Fotoeléctrico
Las aplicaciones las encontramos en:
Camaras, en el dispositivo que gobierna
los tiempos de exposición; en detectores
de movimiento; en el alumbrado público;
como regulador de la cantidad de toner en
la máquinas copiadoras; en las celdas
solares muy útiles en satélites,
calculadoras, y relojes. Las aplicaciones
las encontramos, también, cuando
asistimos a una función de cine ya que el
audio que escuchamos es producido por
señales eléctricas que son provocadas por
los cambios de intensidad de la luz al
pasar por la pista sonora que viene en la
cinta cinematrográfica.Además también
se aplica en los ¡alcoholímetros! en donde
la reacción del alcohol con una sustancia
de prueba provoca cambios de color los
cuales son medidos por el dispositivo, la
lectura nos permite entonces saber la
concentración de alcohol en el individuo.
Sin embargo se hara enfásis en un par de
aplicaciones las celdas fotovoltaicas, los
fotomultiplicadores y los sensores
fotoeléctrico
2
Sensores Fotoeléctricos
Los sensores fotoeléctricos son
dispositivos electrónico que responde al
cambio en la
...