Efecto Fotoelectrico.

EFECTO FOTOELECTRICO

1. OBJETIVOS

• Analizar y determinar experimentalmente la constante de Planck.

1. Materiales y Equipos

• Amplificador de medida
• Miliamperímetro
• Voltímetro
• Bancos ópticos
• Lámpara de mercurio
• Fuente de alimentación para la lámpara
• Lente f=+50 [mm]
• Rendija variable objetivo de proyección f=+50[mm]
• Prisma de visión directa
• Lente f=-200[mm]
• Célula fotoeléctrica
• Acumulador de Ni-Cd
• Fuente de alimentación para la célula
• Reóstato de 320 ohmios
• Material de montaje
• Conductores

1. Procedimiento

1. Se utilizara luz espectral pura. Esta se obtiene con ayuda de la lámpara de mercurio, en combinación con el prisma de visión directa, la rendija variable y con lentes apropiados. Con este método, la mejor descomposición espectral de la luz, produce intensidad de luz muy baja sobre el fotocátodo.
2. La luz de la lámpara de mercurio debe proyectarse claramente sobre la rendija y la última, por su parte, sobre el lente f=+200[mm]. Por medio de este lente, el área de emisión del prisma de visión directa es reproducida nítidamente en la célula fotoeléctrica.
3. Delante de este lente se coloca un cartón con una ranura pequeña, de manera que, al desplazarla, las diferentes líneas espectrales sean reproducidas en secuencia sobre la célula fotoeléctrica.
4. Cada vez, se aplica mediante el reóstato un potencial de frenado Uo gradual, por lo que, fotocorriente que indica que el miliamperímetro, se hace igual a cero.
5. Previo a cada medición, caliente durante  segundo el ánodo.
6. Determine y anote este potencial de frenado Uo para cada línea espectral, por lo menos cinco veces en cada caso, con el objetivo de obtener un valor medio.
7. Anote los datos en la hoja técnica.

1. Tabulación de datos[pic 1]

1. Preguntas

1. Grafique Potencial de frenado-Frecuencia de la luz y analice. Ajuste previamente los datos por mínimos cuadrados. 

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

ANALISIS:

[pic 5][pic 6]

[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

Esta ecuación esta de la forma:

[pic 11]

[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

[pic 16][pic 17]

1. Averigüe cual es la constante de Planck y admitiendo dicho valor como el más probable, determine el error porcentual cometido al obtener experimentalmente esta constante.

Despejamos h de la ecuación de la pendiente obtenida

[pic 18][pic 19]

• Cesio

Ecuación Ajustada:

[pic 20]

[pic 21][pic 22][pic 23]

Error:

[pic 24]

• Potasio

Ecuación Ajustada:

[pic 25]

[pic 26][pic 27][pic 28]

Error:

[pic 29]

• Sodio

Ecuación Ajustada:

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Error:

[pic 34]

1. Explique mecanismos en los que se ha utilizado el fenómeno fotoeléctrico, relacionados con su carrera profesional.

• El efecto fotoeléctrico es la base de la producción de energía eléctrica por radiación solar y del aprovechamiento energético de la energía solar.
•  El efecto fotoeléctrico se utiliza también para la fabricación de células utilizadas en los detectores de llama de las calderas de las grandes centrales termoeléctricas.

• Este efecto es también el principio de funcionamiento de los sensores utilizados en las cámaras digitales.
• También se utiliza en diodos fotosensibles tales como los que se utilizan en las células fotovoltaicas y en electroscopios o electrómetros. [pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

1. De qué manera los estudios iniciados por Max Planck, modificaron la concepción física de la naturaleza.

1. Conclusiones

• El efecto fotoeléctrico también se manifiesta en cuerpos expuestos a la luz solar de forma prolongada. Por ejemplo, las partículas de polvo de la superficie lunar adquieren carga positiva debido al impacto de fotones. Las partículas cargadas se repelen mutuamente elevándose de la superficie y formando una tenue atmósfera. Los satélites espaciales también adquieren carga eléctrica positiva en sus superficies iluminadas y negativa en las regiones oscurecidas, por lo que es necesario tener en cuenta estos efectos de acumulación de carga en su diseño.

1. Bibliografía

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