DETERMINACIÓN DE LA COSNTANTE DE PLANCK

DETERMINACIÓN DE LA COSNTANTE DE PLANCK

ROSMIRA AHUMADA MONROY1 , KARLA RODRÍGUEZ HERNANDEZ 2 .

1Estudiante de Ingeniería Industrial

2Estudiante de Ingeniería Ambiental

RESUMEN

En los metales existen electrones que se mueven libremente en sus capas externas. Estos electrones no salen del metal en que se encuentran porque no tienen la energía suficiente para hacerlo. El fenómeno físico en el cual liberan los electrones de un metal mediante las acciones de la radiación se llama efecto fotoeléctrico. En la práctica de laboratorio se determinó la energía de arranque de electrones de un metal y el valor de la constante de Planck, utilizando radiación de una lámpara la cual atraviesa filtros a longitudes de ondas distintas y con una única placa que registrará valores de voltaje de frenado para cada longitud de onda utilizada.

Palabras claves: Fotocorriente. Voltaje de frenado. Fotones. Radiación. Longitud de onda. Energía cinética.

ABSTRACT

In metals there are electrons that move freely in their outer layers. These electrons not leave the metal in which they are because they do not have enough energy to do so. The physical phenomenon in which free electrons in a metal by the action of radiation is called photoelectric effect. In the lab the starting energy of electrons from one metal and the value of Planck's constant were determined by using radiation of a lamp which filters through to different wavelengths and with a single plate voltage values ​​recorded braking for each wavelength used.

Keywords: Photocurrent. Voltage braking. Photon. Radiation. Wavelength. Kinetic energy.

1. Introducción

El proceso por el cual se liberan electrones de un material por la acción de la radiación se denomina efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica. Características:

• Para cada sustancia hay una frecuencia umbral mínima de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.  

La frecuencia umbral cumple con la condición:

[pic 2]

Que indica que para que el efecto fotoeléctrico ocurra, la energía de un fotón que incide debe ser mayor o igual a la energía necesaria para desprender un electrón del átomo de la sustancia. Esto es llamado Función trabajo de extracción.

• La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

Sea  la energía mínima necesaria para que un electrón escape del metal. Si el electrón absorbe una energía E, la diferencia E-, será la energía cinética del electrón emitido.[pic 3][pic 4]

   Ecuación (1)[pic 5]

Einstein explicó las características del efecto fotoeléctrico, suponiendo que cada electrón absorbía un cuanto de radiación o fotón. La energía de un fotón se obtiene multiplicando la constante h de Planck por la frecuencia ѵ de la radiación  electromagnética.

E=hѵ Ecuación (2)

O en términos de λ:

[pic 6]

En donde h = Constante de Planck

                C = Velocidad de la Luz.

1. Objetivos

• Determinar por métodos experimentales la constante de Planck, utilizando como base postulados del efecto fotoeléctrico.
• Verificar experimentalmente la existencia de una corriente producida al radiar fotones a una celda fotoeléctrica.

1. Procedimiento

Para determinar la constante de Planck, se utilizó una lámpara de Mercurio calentada durante 10 minutos hasta obtener una radiación de luz blanca y se fijaron 5 longitudes de ondas diferentes mediante filtros. Cuando la radiación de la lámpara llegaba en primer lugar a un lente que enfocaba la radiación hacia los filtros y luego, los filtros permitían que pasara sólo una longitud de onda específica e interactuara con la celda fotoeléctrica. Para cada valor de longitud de onda filtrado, se registró un valor de diferencia de potencial  umbral, la  necesaria para frenar los electrones que fueron liberados al radiar a la celda fotoeléctrica. La existencia de un voltaje necesario para frenar el flujo de electrones, evidencia la existencia de una corriente producida por la radiación de la celda fotoeléctrica.

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