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Informe Efecto Fotoelectrico

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Enviado por:  perjamp76ers  02 mayo 2013
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Palabras: 3487   |   Páginas: 14
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Reporte de Práctica: El Efecto Fotoeléctrico

Física Moderna con Laboratorio

Equipo α-pulpo

Luke Goodman

Ernesto Benítez Rodríguez

Alma Elena Piceno Martínez

01/01/2012

Introducción

Apenas hace 75 años fue probado que la mayoría de los metales bajo la influencia de radiación (luz), especialmente radiación ultravioleta, emiten electrones. Este fenómeno fue denominado emisión fotoeléctrica, y estudios detallados de esto han mostrado:

Que los procesos de emisión dependen fuertemente de la frecuencia de la luz, y que para cada metal existe una frecuencia crítica tal que la luz de frecuencia menor es completamente incapaz de liberar electrones, mientras que la luz de frecuencia mayor siempre lo hace. De hecho, para una superficie dada, si la frecuencia de la radiación incidente es incrementada, la energía de los electrones emitidos incrementa en alguna relación lineal.

La emisión de electrones ocurre en un pequeño intervalo de tiempo después de la llegada de la radiación, y el número de electrones emitidos es estrictamente proporcional a la intensidad de la radiación.

Los hechos experimentales dados arriba se encuentran entre la evidencia más fuerte de que el campo eléctrico es cuantizado. Estos no pueden ser explicados en términos de una distribución energética continua en el campo de radiación, pero se asume que el campo consiste de “cuantos" de energía

E=hν

donde ν es la frecuencia de la radiación y h es la constante de Planck. Estos cuantos son llamados fotones.

Posteriormente es asumido que los electrones están atados dentro de la superficie metálica, con una energía eϕ, donde ϕ es llamada la “función de trabajo", y que dichos electrones tienen la misma probabilidad de absorber un fotón. Se sigue que si la frecuencia de la luz ν es tal que

hν>eϕ

será posible eyectar electrones, mientras que si

hν<eϕ

esto es imposible, ya que la probabilidad de que un electrón absorba dos fotones simultáneamente es mínima. En el

caso precedente, el exceso de energía del cuanto aparece como energía cinética del electrón, así

hν=1/2 mv^2+eϕ (1)

que es la famosa ecuación fotoeléctrica formulada por Einstein en 1905. Al escribir la ecuación de esta manera expresamos el hecho de que la energía es compartida únicamente entre el electrón y el fotón; sin embargo, para un balance de momento un tercer cuerpo se necesita, que en este caso es la red cristalina, que retrocede con energía negligible.

La ecuación (1) ha sido verificada extensivamente para muchos materiales y en un amplio rango de frecuencias. Lo que es medido experimentalmente es la energía de los fotoelectrones emitidos contra la frecuencia, ya con un campo magnético, o con una técnica de potencial de retardo, como aquí se hace. Ya que la función de trabajo ϕ no se conoce usualmente con anterioridad, la energía cinética de los fotoelectrones E_e=1⁄2 mv^2 se obtiene como una función de ν, así la pendiente de la línea recta

E_e=hν-eϕ

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