Ingeniería de software Efecto fotoeléctrico

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OBJETIVOS:

General:

1. Conocer más afondo las aplicaciones del efecto fotoeléctrico y los procedimientos que se usaron en el laboratorio

Específicos:

1. Demostrar a través de laboratorios virtuales de prácticas interactivas del efecto fotoeléctrico al realizar las modificaciones con las diferentes variables que intervienen en este.

1. Experimentar e conocer más afondo las características de los electrones y como se comportan con el efecto fotoeléctrico

1. Aprender cómo fue que se originó el efecto fotoeléctrico

MATERIALES:[pic 3]

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MARCO TEÓRICO

Efecto fotoeléctrico:

El efecto fotoeléctrico tiene una gran importancia para el estudio de la física, este mismo ha conllevado a que sus experimentos sean los más estudiados, a lo largo de los diferentes siglos se a visto que los experimentos sean relacionados de manera directa como indirecta, ¿aunque en qué consiste el efecto fotoeléctrico?.

Este efecto consiste por la emisión de electrones que hace incidir a la luz en distintos metales, es decir es un proceso por el cual se liberan los electrones de un material a lo que conocemos como radiación, pero se le denomina efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica, sus características son:

• Que cada sustancia tiene una frecuencia mínima o denomina como umbral de la radiación electromagnética, por debajo de la misma no se producirían fotoelectrones, recordando que sin importar la intensidad que sea la radiación

• La emisión electrónica aumenta cuando la intensidad de la radiación incrementa la cual incide sobre la superficie del metal

Recordemos que en los metales hay una mayor concentración de electrones que se mueven tanto más como menos deliberadamente en la parte cristalina del metal, estos mismos no escapan a temperaturas normales ya que tienen energía suficiente, pero si calentamos dicho metal la energía tiende a aumentar lo que significa que los electrones tienden a evaporarse y los denominamos como termoelectrones.

Pero también puede pasar otro caso particular que es que se puedan liberar los fotoelectrones, esto mediante la absorción del metal por la energía de la radiación electromagnética

Ya conociendo una pequeña parte de como se puede comportar el Efecto fotoeléctrico, debemos recalcar de quien fue el descubrió dicho efecto, para esto nos retrocedemos en el tiempo hasta 1887 un físico con nombre Heinrich Hertz trataba de probar la teoría de Maxwell sobre la radiación electromagnética, las pruebas y experimentos que se realizaron se apreciaba que era contundente la teoría de Maxwell, pero también le dio paso y camino a experimentos que probaron el carácter de la luz.

¿En qué consiste el experimento?, este experimento consiste en en provocar una chispa con una bobina de inducción y detectar los efectos de la radiación electromagnética emitida observando la existencia de otra chispa entre las puntas de los alambres enrollado en forma de círculo y a cierta distancia del emisor.[pic 9]

Para observar mejor la pequeña chispa en el receptor, Hertz solía usar una cubierta oscura. Al hacerlo notó que la chispa cambiaba de longitud y bajo ciertas condiciones incluso desaparecía, esto le permitió concluir que la luz proveniente de la chispa emisora era la causante de este extraño fenómeno. De hecho con un prisma descompone la luz del emisor y descubrió que la chispa en el emisor era más intensa al ser expuesta a la luz ultravioleta

Reconociendo cuatro anomalías para el efecto fotoeléctrico:

1. El umbral de la frecuencia de la luz que se provoca, para cada sustancia parece que hubiese una frecuencia crítica por debajo la cual no se observa la emisión de los fotoelectrones, cualquiera que fuese la intensidad de la luz

1. La energía de los fotoelectrones aumenta con la frecuencia de la luz incidente, por lo cual reconocemos que no se está de acuerdo con la visión ondulatoria de la luz que la cual no establece una relación entre energía

1. El número de fotoelectrones resulta ser proporcional a la intensidad de la luz incidente, desde la visión ondulatoria se espera que la onda con mayor intensidad fuese capaz de liberar un mayor número de electrones

1. Se indica que no había ningún tipo de retardo en la emisión de fotoelectrones, de cualquier forma donde la intensidad de la luz incide, para la visión ondulatoria debería existir, un tiempo de retardo el cual es inversamente proporcional a la onda que incide, esto quiere decir que así la intensidad de la iluminación fuera baja los electrones absorben la energía muy lentamente, pero cuando la frecuencia llega a su punto crítico no se ve ningún tipo de retardo temporal

Siendo participe Einsten para llevar a cabo y proponer una teoría de la luz donde se solucionaba en su totalidad, lo que propuso fue que la energía se propaga por la luz la cual no se distribuye de manera continua, esta se divide y viene dada por E=hf llevando a que se vean implicaciones tales como lo son, la no existencia de interacción a medida de que la luz se propaga, otro aspecto es que las fuentes de luz resultan ser finitas, también cuando choca con un electrón es completamente absorbido que se infiere de esto toda la cantidad de energía se se absorbe y no solo esto también en la cantidad de movimiento.

Por último un electrón excitado también puede emitir energía.

La ecuación correspondiente sería:

Donde:

Ec = La energía cinética

E = La energía de la luz incidente

Ec = E-φ

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φ = Potencial de arranque relacionado específicamente al material

Recordemos que Einsten relaciono que el metal absorbe energía en forma de paquetes, reduciendo la ecuación en.

Ec = hf-φ

En este caso recordemos también que el límite en donde el electrón sólo se proporciona energía suficiente para desprenderse del metal, esto quiere decir que la energía cinética sea igual a cero, reduciendo más la ecuación.

Fo=φ/h Fo = Frecuencia umbral de la luz incidente

Para el desarrollo de la actividad se utilizó el método        , para la implementación del mismo recalcamos que,                por ultimo observamos que,        (Todo lo de la práctica se implementa en el último apartado para dar claridad mas afondo de qué métodos se utilizaron y cómo resolvemos los ejercicios) :)

Explicación del marco teórico: Presentar el conjunto de teorías que sustentan los procesos usados. Recuerde que, de tomar ideas textuales del tema a trabajar, deberá hacerlo usando normas APA, para validar su trabajo.

[pic 12]PROCEDIMIENTOS:

1. Defina 7 longitudes de ondas, estas pueden ir desde 380 nm hasta 780 nm. Ubíquelos en la siguiente tabla.

1. El simulador cuenta con 9 elementos de los cuales puede tomar 2 para su experimento. En su informe de laboratorio menciona con cuales realiza la práctica.

Sodio, Uranio

1. Utilice el simulador para el material uno que seleccionó y de acuerdo a la teoría llene la siguiente tabla

[pic 13]Sodio[pic 14]

Cálculo de la energía del Fotón:

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