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La luz
                                                                    15
Calcula la energía y la longitud de onda de un fotón de luz de 10        Hz de frecuencia.
                                                                                                      6,625.10-19J
                                                                                                          3.10-7 m

Qué energía tiene un fotón de longitud de onda de 6.000 Å?
                                                                                                           2,07 ev

Si el efecto fotoeléctrico se produce con luz roja, tendrá lugar también con luz amarilla? Razona la
     respuesta.
                                                                                                                Sí

En un aparato se produce el efecto fotoeléctrico con luz azul. Se va a producir este efecto con luz
    amarilla? Por qué?
                                                                            Tal vez sí o tal vez no, depende de ...

Si la frecuencia de radiación que incide sobre una placa metálica y que produce efecto fotoeléctrico
      se duplica, también se duplicará la energía cinética de los electrones emitidos? Razona la
      respuesta.
                                                                                                                No
                               14
Una luz de frecuencia 6.10 Hz incide sobre una superficie metálica y salen electrones con una
                            -19
    energía cinética de 2.10 J. Calcula el trabajo de extracción de los electrones.
                                                                                                     1,975.10-19 J

En el efecto fotoeléctrico obtenido iluminando potasio, la energía cinética máxima de los
   fotoelectrones emitidos es de 1,6 eV cuando la luz incidente es de 3.500 Å. Cuál es la energía
   umbral en eV?
                                                                                                          1,95 eV

(PAU junio 03) Sobre el efecto fotoeléctrico:
    Explica brevemente en que consiste el efecto fotoeléctrico.
    Supon que al irradiar un metal con luz azul se produce efecto fotoeléctrico. Discute si también
       se va a producir cuando irradiemos el metal con luz amarilla, sabiendo que la luz amarilla
       tiene una frecuencia más baja que la luz azul. Justifica la respuesta.
Cuando una superficie metálica se ilumina con luz de 180 nm (zona ultravioleta), ésta emite
    electrones. Observamos también que la frecuencia umbral corresponde a la luz de 230 nm.
    Calcula la velocidad máxima con la que salen los electrones al principio del experimento.
    Con qué potencial inverso tienen que ser frenados estos electrones para impedir que lleguen
       al ánodo de la célula fotoeléctrica?
                                                                                                       2,3.106 m/s
                                                                                                             1,5 V

Para un cierto metal la longitud de onda umbral es de 270 nm.
    Determina la energía mínima necesaria para arrancar un electrón del metal.
    Cuál será la velocidad que, como máximo, podrán tener los electrones emitidos en tal caso?
    Si la luz con el que iluminamos fuese de 200 nm,
    Cuál sería la velocidad máxima con qué saldrían los electrones?
                                                                                                     7,36.10-19 J
                                                                                                            0 m/s
                                                                                                      756,8 km/s

La energía mínima necesaria para arrancar electrones del cobre es de 4,4 eV. Cuál será la
    diferencia de potencial que habremos de aplicar para impedir la salida de electrones del cobre
    si éste se ilumina con una luz de 150 nm de longitud de onda?
                                                                                                            3,88 V

(PAU junio 01) Calcula l’energía cinética máxima de los electrones emitidos por una superficie
                                                                       –7
    metálica cuando inciden fotones de longitud d’onda = 2 . 10 m. La energía mínima para
                                                                   –19
    liberar los electrones (trabajo de extracción) es W = 6,72 . 10 J.
                         –34           8
    Datos: h = 6,62.10     J.s; c = 3.10 m/s.
                                                                                                       3,21.10-19 J
(OIF febrero 01) Una lámpara de arco se dispone con un dispositivo (filtro interferencial) que
                                                                             -9
    permite pasar únicamente luz de longitud d’onda igual a 400 nm (1 nm = 10 m). Al incidir esta
    luz sobre un metal extrae de éste un haz de electrones. Cambiamos el filtro por otro que
    permite pasar únicamente luz de 300 nm, ajustando la lámpara para que la intensidad de la luz
    incidente sea la misma que con la luz de 400 nm, entonces:
    Se emiten un número mayor de electrones en idéntico periodo de tiempo.
    Los electrones que se emiten tienen energía más elevada.
    Los dos apartados anteriores son ciertos.
    Ninguno de los dos primeros apartados es cierto.
                                                                                                           b

Determina la longitud de onda, la frecuencia y el cantidad de movimiento de un fotón de 200 MeV
    de energía e indica en qué zona del espectro se encuentra.
                                                                                                6,21.10-15 m
                                                                                                 4,8.1022 Hz
                                                                                            1,06.10-19kg.m/s

Un electrón y un fotón tienen, cada uno, una longitud de onda de 2 Å. Cuáles son sus cantidades
    de movimiento?
                                                                                          3,3125.10-24kg.m/s

Son posibles los fenómenos de interferencia con electrones? Razona la respuesta.

Calcula la longitud de onda de De Broglie asociada a cada partícula:
    Una persona de 70 kg que se mueve con 2 m/s de velocidad.
    Un electrón que se mueve a 1.000 m/s.
                                                                                                 4,7.10-36 m
                                                                                                  7,2.10-7 m

Por qué tiene más poder de resolución el microscopio electrónico que el óptico?
                                                                           -18
Cuál es la longitud de onda de De Broglie asociada a un virus de 10              g de masa que se mueve
    por la sangre con una velocidad de 0,2 m/s?
                                                                                              3,3125.10-12m
                                                                       7
Qué longitud de onda corresponde a un protón que se mueve a 2.10 m/s y a una bala de fusil de 5
    g de masa que se mueve a 100 m/s?
                                                                                                2,07.10-14 m
                                                                                               1,325.10-33 m

Un microscopio electrónico utiliza electrones acelerados a través de una diferencia de potencial de
    40.000 V.
    Calcula la energía suministrada a cada electrón.
    Cuál será la velocidad de choque de los electrones?
    Determina el poder de resolución suponiendo que es igual a la longitud de onda de De Broglie
       asociada a los electrones.
                                                                                                  6,4.10-15 J
                                                                                              1,186.108 m/s
                                                                                                 0,06138 Å
                                                           -7
Calcula la energía de un fotón de longitud de onda   = 5.10 m.
                                                                                               3,975.10-19 J

Una emisora de FM transmite con una potencia de 1 kW a una frecuencia de 98 MHz. Cuantos
    fotones emite durante un segundo?
                                                                                           1,54.1028 fotones

Calcula la indeterminación en la cantiadad de movimiento y en la velocidad del electrón del átomo
    de hidrógeno en la primera órbita de Bohr. El radio es 0,529 Å y queremos que la
    indeterminación en la posición sea del 1% de dicho radio. Expresa la indeterminación en la
    velocidad en función de la velocidad de la luz, sin considerar efectos relativistas.
                                                                                            1,99.10-22kg.m/s
                                                                                               2,19.108 m/s
                                                                                                      0,73 c

Calcula la indeterminación en la cantidad de movimiento de un neutrón situado dentro del núcleo, si
-14
   consideramos que la posición está limitada a un entorno de 1.10         m (tamaño del núcleo).
   Cuál es la indeterminación en la velocidad?
                                                                                    1,055.10-20kg.m/s
                                                                                       6,296.106 m/s




Este efecto, se trata de otro fenómeno que, al igual que la radiación de cuerpo negro, también involucra
  la interacción entre la radiación y la materia. Pero esta vez se trata de absorción de radiación de
                                                   metales




  Heinrich Hertz (1857-1894), científico alemán, fue el primero en observar el efecto fotoeléctrico, en
  1887, mientras trabajaba en la generación de ondas de radio. Informó esta observación pero no se
                                           dedicó a explicarla
Al incidir luz ultravioleta sobre el cátodo metálico
                                             (fotocátodo) se detecta el paso de una corriente
                                            eléctrica. Se trata de electrones que abandonan el
                                         cátodo (colector) y se dirigen al ánodo a través del vacío
                                          dentro del tubo. Los electrodos se hallan conectados a
                                          una diferencia de potencial de sólo unos pocos voltios.




La teoría electromagnética
  clásica considera que la
     radiación de mayor
  intensidad (o brillo, si es
visible), que corresponde a
 ondas de mayor amplitud,
 transporta mayor energía.
    Esta energía se halla
distribuida uniformemente a
lo largo del frente de onda.
 La intensidad es igual a la
  energía que incide, cada
 unidad de tiempo, en una
    unidad de superficie.



                                Con radiación ultravioleta de diferentes intensidades, los electrones
                                 salen del metal con la misma velocidad. La radiación más intensa
                                  arranca mayor número de electrones. Esta observación también
                                                       resultaba inexplicable.
Con luz ultravioleta, aun de baja intensidad, los electrones son
                                     arrancados prácticamente en forma instantánea, aunque la Física
                                        clásica predecía un tiempo de retardo hasta que los átomos
                                    absorbieran la energía necesaria para expulsar el electrón. Con luz
                                        visible este fenómeno no se observa, aunque se aumente la
                                    intensidad de la luz y se ilumine durante mucho tiempo, como para
                                    que el átomo absorba bastante energía. Esta observación resultaba
                                                                 inexplicable.




EXPLICACION FISICA DEL FENOMENO

Planck había llegado a la conclusión de que el traspaso de energía entre la
materia y la radiación en el cuerpo negro ocurría a través de paquetes de
energía. Sin embargo, no quiso admitir que la energía radiante una vez
desprendida de la materia también viajaba en forma corpuscular. Es decir
que siguió considerando a la radiación que se propaga como una onda
clásica.

En 1905, Albert Einstein fue un paso más allá al explicar completamente las
características del efecto fotoeléctrico. Para ello retomó la idea del cuanto
de energía de Planck, postulando que:




                       La radiación electromagnética está compuesta por paquetes de energía o
                       fotones. Cada fotón transporta una energía

                       E= v .h , donde v es la frecuencia de la radiación y h es la constante de Planck.

                       Cuando un fotón incide sobre el metal, transfiere toda su energía a alguno de los
                       electrones. Si esta energía es suficiente para romper la ligadura del electrón con
                       el metal, entonces el electrón se desprende. Si el fotón transporta más energía
de la necesaria, este exceso se transforma en energía cinética del electrón:

                Expresado en fórmula matematica es: Ecinética = h . v - Eextracción
dondeEextracción es la energía necesaria para vencer la unión con el metal.

Esta teoría explica perfectamente los hechos observados:

1. Si la frecuencia de la radiación es baja (como en la luz visible), los fotones no acarrean la suficiente
energía como para arrancar electrones, aunque se aumente la intensidad de la luz o el tiempo durante
                         el cual incide.

                         Para cada tipo de material existe una frecuencia mínima por debajo de la cual
                         no se produce el efecto fotoeléctrico.

                         2. Si la frecuencia de la radiación es suficiente para que se produzca el efecto
                         fotoeléctrico, un crecimiento de la intensidad hace que sea mayor el número de
                         electrones arrancados (por ende será mayor la corriente), pero no afecta la
                         velocidad de los electrones.

                         Aumentar la intensidad de la luz equivale a incrementar el número de fotones,
                         pero sin aumentar la energía que transporta cada uno.

3. Según la teoría clásica, habría un tiempo de retardo entre la llegada de la radiación y la emisión del
primer electrón. Ya que la energía se distribuye uniformemente sobre el frente de la onda incidente,
ésta tardaría al menos algunos cientos de segundos en transferir la energía necesaria. La teoría de
Einstein, en cambio, predice que:

Una radiación de frecuencia adecuada, aunque de intensidad sumamente baja, produce emisión de
electrones en forma instantánea.

Pasaron diez años de experimentación hasta que la nueva teoría fue corroborada y aceptada. Se
determinó el valor de h a partir de experiencias de efecto fotoeléctrico y se encontró que concordaba
perfectamente con el valor hallado por Planck a partir del espectro de radiación de cuerpo negro.

Desde ese momento los físicos aceptaron que, si bien la luz se propaga como si fuera una onda, al
interactuar con la materia (en los procesos de absorción y emisión) se comporta como un haz de
partículas. Esta sorprendente conducta es lo que se ha llamado la naturaleza dual de la luz. Esto
muestra que las ideas surgidas del mundo macroscópico no son aplicables al inimaginable mundo de lo
diminuto.
1905 El articulo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico
Breve Descripción del Fenómeno



Cuando Einstein recibió el Premio Nobel en 1921, fue su explicación sobre el efecto fotoeléctrico y
no su artículo sobre la relatividad especial lo que se citaría. Quizá fuera debido en parte a la
negativa de los científicos a aceptar la teoría especial después de tan poco tiempo. Aún así, su
análisis del efecto fotoeléctrico en su artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz”
es de por sí un trabajo revolucionario. Al explicar un efecto


que contradecía las creencias de su tiempo sobre la naturaleza de la luz, Einstein contribuyó a la
visión global de hoy en día sobre el mundo subatómico, que no sólo el hombre de la calle, sino
incluso los propios físicos tienen problemas en imaginar.


Para los contemporáneos de Einstein, el efecto fotoeléctrico era un fenómeno extraño, aunque
común: las láminas de algunos metales. al ser expuestas a una luz de determinada longitud de
onda, emitían electrones. Hoy en día abunda la utilización práctica de este efecto, en ascensores,
puertas de garaje, cajas de los supermercados. En definitiva, un haz de luz atraviesa un espacio e
ilumina una lámina metálica en el lado opuesto. lo que hace que la lámina emita electrones. La
emisión de electrones se comprueba. y se cierra un circuito que hace que la cinta transportadora
en la caja se mueva. Cuando algo obstruye el camino de la luz, una barra de pan, por ejemplo,
entonces la emisión de electrones se detiene, el circuito se abre. la cinta se detiene de pronto y se
cae nuestro cartón de leche...


La parte más extraña del efecto fotoeléctrico no era si la luz tenía suficiente energía para
desprender electrones, sino cómo sucedía este fenómeno. Cuando los físicos comenzaron a medir
la energía cinética de los electrones emitidos con distintas frecuencias e intensidades de la luz, se
encontraron con que los resultados contradecían todas sus suposiciones.


Predicción: al hacer la luz más brillante (es decir, al aumentar su intensidad) se emitirían la misma
cantidad de electrones, pero cada electrón tendría mayor energía.


Resultado: al hacer la luz más brillante, se emitían más electrones, pero cada electrón tenía la
misma energía.


Predicción: al cambiar el color de la luz (al cambiar su frecuencia) se emitirían más electrones,
pero no habría cambios en la energía de cada electrón.
Resultado: el cambiar el color de la luz no tenía efecto en el número de electrones emitidos, pero
cada electrón tenía una energía mayor o menor, dependiendo del color.


Lo que es más, se descubrió que cada tipo de lámina metálica tenía una “frecuencia umbral’. La luz
con frecuencia menor de este umbral no tenía ningún efecto. La luz con frecuencia superior al
umbral daba lugar a emisión de electrones. Una vez que se traspasaba esta frecuencia umbral, la
energía de los electrones emitidos aumentaba según se aumentaba la frecuencia de la luz. En el
caso del zinc, la luz blanca no tenía efecto sobre las láminas, porque su frecuencia estaba por
debajo de la frecuencia umbral del zinc. La luz violeta, cuya frecuencia está por encima de este
umbral, hacía que se desprendieran electrones; cuando se aumentaba todavía más la frecuencia
(luz ultravioleta, por ejemplo) también se aumentaba la energía de los electrones.


Para explicar este efecto paradójico, Einstein utilizó una teoría revolucionaria que había
desarrollado en 1900 Max Planck (1858-1947), un profesor de física de la Universidad de Berlín.
Planck se había dedicado al tema de la energía de radiación, intentando explicar la ausencia de lo
que era conocido como la “catástrofe ultravioleta”.


La catástrofe ultravioleta era otra vía muerta para los físicos, y tenía relación con un fenómeno
denominado “radiación del cuerpo negro”. Cualquier objeto que absorbiera energía
electromagnética (un grill de barbacoa, una máquina de café o unas chuletas) emite a su vez
energía electromagnética, con distinto grado de eficacia. Un cuerpo negro es sencillamente un
objeto idealizado que absorbiera toda la energía electromagnética incidente y que, también
emitiera toda la energía absorbida. Aunque este objeto ideal no exista (la aplicación práctica más
cercana sería una esfera negra con un pequeño agujero) el término agrupa a todos los absorbentes
y radiadores imperfectos. Los estudios sobre las formas en que los objetos emitían la radiación del
cuerpo negro revelaron un hecho inquietante: la realidad no estaba de acuerdo con la teoría. Para
la teoría, al calentar un cuerpo negro se llegaría a los que se denominaba la “catástrofe
ultravioleta”.


Para intentar ilustrar el tema, imaginemos que hemos rellenado de carbón ¡a barbacoa y la hemos
encendido. El carbón empieza a radiar energía electromagnética, tanto en forma de luz infrarroja
de baja frecuencia (lo que llamamos “calor”). y también luz visible de alta frecuencia (lo que
denominamos “fuego”). Hay que tener cuidado con no confundir la ausencia de radiación visible
(llamas), con la ausencia de radiación, y no intentar encender de nuevo los carbones. Después de
colocar un cafetera en el grill, colocamos unas brochetds sobre el carbón. También absorben y
emiten radiación electromagnética. Por ahora, todo va perfectamente.
Desgraciadamente, la teoría predecía que la energía radiada tenía que estar igualmente dividida
entre todas las frecuencias electromagnéticas (es decir, desde la infrarroja de baja frecuencia
hasta el rango de las ultravioletas). En otras palabras, al encender los carbones no sólo
produciríamos calor y bonitas llamas, sino también radiación ultravioleta y también rayos X y rayos
gamma. Según se calentara, no solamente se tostarían las chuletas, sino también nosotros y todo
lo que nos rodeara. Esta era la “catástrofe ultravioleta”. Y ya que no se producía, ¿cuál era la
explicación?


La revolucionaría explicación aportada por Planck fue la de que la energía no se radiaba como un
continuo a través del espectro electromagnético, a cualquier frecuencia posible. Solamente se
podía emitir en paquetes discretos, discontinuos, que Planck denominó “cuantos”, y frecuencias
diferentes requerían también un número diferente de “paquetes” de energía.


La emisión de luz de baja frecuencia requiere pocos paquetes de baja energía, mientras que las
ondas de luz en el extremo ultravioleta del espectro requieren un número enorme de paquetes de
alta energía. Esta era la explicación de por qué sentarse cerca de la barbacoa no es un
suicidio.Planck se dio cuenta de que había descubierto algo importante, pero nunca soñó con que
sus cuantos representaran cualquier tipo de realidad física. Sin embargo, Einstein utilizó esta teoría
para explicar el efecto fotoeléctrico. Donde Planck había afirmado que la radiación se distribuía en
paquetes discretos, Einstein fue aún más lejos, afirmando que esos paquetes discretos
representaban partículas de luz. Suponiendo que la luz no era sólo una onda sino un partícula con
una cantidad discreta de energía, el efecto fotoeléctrico podía explicarse fácilmente:


Predicción: el hacer la luz más brillante sólo significaba que más fotones de una energía dada
incidían en la placa metálica. Esto quiere decir que hay más colisiones entre fotones y electrones. y
que se desprenden más electrones, cada uno con la misma energía.


Resultados: coinciden con la predicción.


Predicción: al cambiar el color de la luz se cambia la energía de cada fotón, pero no el número de
fotones que inciden en la placa metálica. Como resultado, hay el mismo número de colisiones, es
decir, se desprende el mismo número de electrones, pero esos electrones tienen distinta energía.


Resultados: coinciden con la predicción.


Los fotones también explican el umbral de energía. La energía de cada fotón es una función de su
frecuencia, es decir, del color. Si la frecuencia es demasiado baja, el fotón no tiene suficiente
energía para desprender un electrón de la placa. Esto explica por qué no se produce una corriente
eléctrica cada vez que las luces de un automóvil inciden sobre una señal de “Stop”: simplemente,
los fotones no tienen energía suficiente.


A pesar de lo ingeniosa y matemáticamente correcta teoría de Einstein sobre el efecto
fotoeléctrico, ésta no fue muy bien recibida por la comunidad científica. No había ninguna duda de
que la luz fuera una onda, ya que había sido demostrado muchas veces. Pero, de pronto, parecía
que la única explicación del efecto fotoeléctrico era considerar la luz como un haz de partículas
individuales. Muchos físicos se opusieron a la tesis de Einstein, argumentando que, aunque
proporcionara un aparato matemático capaz de describir el fenómeno, no representaba una visión
apropiada de la realidad. La luz era una onda, y nada más. ¿Nada más, realmente?


Fuente Consultada:

EiEfectofotoeléctrico


Cuando un metal es irradiado expulsa electrones pero hay una serie de observaciones que la física
clásica no podía explicar. Es el llamado efecto fotoeléctrico:

- No se observan electrones cuando la la frecuencia de la radiación está por debajo de un valor que
además depende del tipo de metal. Incluso cuando se aumenta la intensidad de la radiación, si la
frecuencia está por debajo de este valor límite, no se expulsan electrones.

- La energia cinética de los electrones expulsados aumenta linearmente con la frecuencia de la
radiacion incidente pero es independiente de la intensidad de la radiación.

- Siempre que se irradia un metal por encima de la frequencialimite,se emiten electrones, incluso a muy
bajas intensidades de radiación.

Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico en 1905 y por ello ganó el premio Nobel de Físicas en
1921 (en inglés)

El efecto fotoeléctrico se basa en el hecho de que la energía esta distribuida en "paquetes energéticos"
que no se pueden dividir. Estos "paquetes" se llaman fotones. La energía del fotón está determinada
por la frecuencia de la irradiación: . La energía necesaria para arrancar un electron de un metal será
    . El valor de depende del metal. Basándonos en la conservación de la energía, podermos escribir:
                               , donde es la constant de Planck.

Si es menor que no se expulsarán electrones. Los fotones de la radiación no tienen la energía
suficiente para arrancar electrones del metal. Aumentar la intensidad de la irradiación es aumentar el
número de fotones pero la energía del fotón seguirá siendo la misma.

Si es mayor que se expulsarán electrones. La energía cinética de los electrones expulsados será
proporcional a la frecuencia de la irradiación. Cuanto más alta sea la frecuencia de la radiación, más
energía tendrán los fotones y los electrones expulsados tendrán una mayor energía cinética. Aumentar
la intensidad de la radiación implica que más electrones serán expulsados pero la energía cinética a la
que serán expulsados seguirá siendo la misma.

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Potencia de la radiación y longitud de onda umbral
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Reducción del potencial de frenado por oxidaciónFísica Para Poetas - Einstein el Gozo de Pensar M. Balibar
Una radiación monocromática que tiene una longitud de onda en el vacio de 600 nmts y una potencia de
0,54W, penetra en una celula fotoeléctrica de catodo de cesio cuyo trabajo de de extracción es 2,0 eV.
Determine:

   a.   El numero de fotones por segundo que viajan con la radiación
   b.   La longitud de onda umbral del efecto fotoeléctrico para el cesio
   c.   La energía cinética de los electrones emitidos
   d.   La velocidad con que llegan los electrones emitidos al ánodo si se aplica una diferencia de potencial
        de 100V
        Datos:
        Velocidad de la luz en el vacio                   c=3x103m/s
        Valor absoluto de la carga del electrón           e=1,6x10-19C
        Masa del electrón                                 me=9,1x10-31 Kg
        Constante de planck                               h=6,63x10-34Js
        longitud de onda en el vacio                       =600 nmts=6x10-7mts
        potencia de radiación monocromática               P=0,54W
        trabajo de de extracción                          h=2,0eV



La energía de cada foton es:

Y la potencia total es:

                                               (energía total disipada en cada segundo)

La energía por fotones :              = 6,63x10-34Js

El numero de fotones por segundo que viajan con la radiación es:

Nfotones=

b. La longitud de onda umbral del efecto fotoeléctrico para el cesio




Problema 1: El molibdeno metálico debe absorber radiación con una frecuencia mínima de 1.09 x
10E15 Hz antes de que pueda emitir un electrón de su superficie. (a) ¿Cuál es la energía
minimanecesaria para emitir un electrón? (b) ¿Cuál es la longitud de onda de esta energía? (c) Si al
molibdeno lo irradiamos con luz de longitud de onda de 120 nm, ¿cuál es la energía cinética máxima de
los electrones emitidos? R: 7.22 x 10E-19 J; 275 nm; 9.3 x 10E-19 J/electron.



Problemas de teoria de Plank
Problema 1: La luz amarilla de una lámpara de vapor de sodio para alumbrado público tiene una
longitud de onda de 589 nm. ¿Cuál es la frecuencia de esta radiación? R: 5.09 x10E14 Hz



El efecto fotoeléctrico

A finales del siglo XIX una serie de experimentos pusieron de manifiesto

que la superficie de un metal emite electrones cuando incide sobre él

luz de frecuencia suficientemente elevada (generalmente luz ultravioleta).

Este fenómeno se conoce como efecto fotoeléctrico.




      Uno de los aspectos particulares del efecto fotoeléctrico que mayor
      confusión creó fue el que la distribución de la energía en
      los electrones emitidos es independiente de la intensidad de la luz.
      Un haz de luz intenso da lugar a más fotoelectrones que uno débil,
      pero la energía media de los electrones es la misma.
      Estas observaciones no se pueden entender en el marco de la
      teoría electromagnética de la luz.
      Igualmente extraño es que la energía de los fotoelectrones dependa
      de la frecuencia de la luz empleada.
      A frecuencias por debajo de cierta frecuencia crítica caracteristica
      de cada metal, no se emite ningún fotoelectrón.
      Por encima de este umbral de frecuencia, los fotoelectrones tienen un
      márgen de energía que va de 0 a un determinado valor máximo.
Este valor máximo aumenta linealmente con la frecuencia.



   donde es el umbral de frecuencia por debajo del cual no hay

   fotoemisión.



   Ejercicios

1. >Qué color de luz tiene una frecuencia mas alta? >La roja o la azul?
2. Seleccione adecuadamente las opciones que completan la siguiente

   aseveración:

   La luz azul tenue produce electrones con ( (a) más, (b) menos)

   energía que los que produce la luz roja brillante, aunque ésta produce

   ( (a) menor, (b) mayor) número de ellos

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La luz

  • 1. La luz 15 Calcula la energía y la longitud de onda de un fotón de luz de 10 Hz de frecuencia. 6,625.10-19J 3.10-7 m Qué energía tiene un fotón de longitud de onda de 6.000 Å? 2,07 ev Si el efecto fotoeléctrico se produce con luz roja, tendrá lugar también con luz amarilla? Razona la respuesta. Sí En un aparato se produce el efecto fotoeléctrico con luz azul. Se va a producir este efecto con luz amarilla? Por qué? Tal vez sí o tal vez no, depende de ... Si la frecuencia de radiación que incide sobre una placa metálica y que produce efecto fotoeléctrico se duplica, también se duplicará la energía cinética de los electrones emitidos? Razona la respuesta. No 14 Una luz de frecuencia 6.10 Hz incide sobre una superficie metálica y salen electrones con una -19 energía cinética de 2.10 J. Calcula el trabajo de extracción de los electrones. 1,975.10-19 J En el efecto fotoeléctrico obtenido iluminando potasio, la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos es de 1,6 eV cuando la luz incidente es de 3.500 Å. Cuál es la energía umbral en eV? 1,95 eV (PAU junio 03) Sobre el efecto fotoeléctrico: Explica brevemente en que consiste el efecto fotoeléctrico. Supon que al irradiar un metal con luz azul se produce efecto fotoeléctrico. Discute si también se va a producir cuando irradiemos el metal con luz amarilla, sabiendo que la luz amarilla tiene una frecuencia más baja que la luz azul. Justifica la respuesta. Cuando una superficie metálica se ilumina con luz de 180 nm (zona ultravioleta), ésta emite electrones. Observamos también que la frecuencia umbral corresponde a la luz de 230 nm. Calcula la velocidad máxima con la que salen los electrones al principio del experimento. Con qué potencial inverso tienen que ser frenados estos electrones para impedir que lleguen al ánodo de la célula fotoeléctrica? 2,3.106 m/s 1,5 V Para un cierto metal la longitud de onda umbral es de 270 nm. Determina la energía mínima necesaria para arrancar un electrón del metal. Cuál será la velocidad que, como máximo, podrán tener los electrones emitidos en tal caso? Si la luz con el que iluminamos fuese de 200 nm, Cuál sería la velocidad máxima con qué saldrían los electrones? 7,36.10-19 J 0 m/s 756,8 km/s La energía mínima necesaria para arrancar electrones del cobre es de 4,4 eV. Cuál será la diferencia de potencial que habremos de aplicar para impedir la salida de electrones del cobre si éste se ilumina con una luz de 150 nm de longitud de onda? 3,88 V (PAU junio 01) Calcula l’energía cinética máxima de los electrones emitidos por una superficie –7 metálica cuando inciden fotones de longitud d’onda = 2 . 10 m. La energía mínima para –19 liberar los electrones (trabajo de extracción) es W = 6,72 . 10 J. –34 8 Datos: h = 6,62.10 J.s; c = 3.10 m/s. 3,21.10-19 J
  • 2. (OIF febrero 01) Una lámpara de arco se dispone con un dispositivo (filtro interferencial) que -9 permite pasar únicamente luz de longitud d’onda igual a 400 nm (1 nm = 10 m). Al incidir esta luz sobre un metal extrae de éste un haz de electrones. Cambiamos el filtro por otro que permite pasar únicamente luz de 300 nm, ajustando la lámpara para que la intensidad de la luz incidente sea la misma que con la luz de 400 nm, entonces: Se emiten un número mayor de electrones en idéntico periodo de tiempo. Los electrones que se emiten tienen energía más elevada. Los dos apartados anteriores son ciertos. Ninguno de los dos primeros apartados es cierto. b Determina la longitud de onda, la frecuencia y el cantidad de movimiento de un fotón de 200 MeV de energía e indica en qué zona del espectro se encuentra. 6,21.10-15 m 4,8.1022 Hz 1,06.10-19kg.m/s Un electrón y un fotón tienen, cada uno, una longitud de onda de 2 Å. Cuáles son sus cantidades de movimiento? 3,3125.10-24kg.m/s Son posibles los fenómenos de interferencia con electrones? Razona la respuesta. Calcula la longitud de onda de De Broglie asociada a cada partícula: Una persona de 70 kg que se mueve con 2 m/s de velocidad. Un electrón que se mueve a 1.000 m/s. 4,7.10-36 m 7,2.10-7 m Por qué tiene más poder de resolución el microscopio electrónico que el óptico? -18 Cuál es la longitud de onda de De Broglie asociada a un virus de 10 g de masa que se mueve por la sangre con una velocidad de 0,2 m/s? 3,3125.10-12m 7 Qué longitud de onda corresponde a un protón que se mueve a 2.10 m/s y a una bala de fusil de 5 g de masa que se mueve a 100 m/s? 2,07.10-14 m 1,325.10-33 m Un microscopio electrónico utiliza electrones acelerados a través de una diferencia de potencial de 40.000 V. Calcula la energía suministrada a cada electrón. Cuál será la velocidad de choque de los electrones? Determina el poder de resolución suponiendo que es igual a la longitud de onda de De Broglie asociada a los electrones. 6,4.10-15 J 1,186.108 m/s 0,06138 Å -7 Calcula la energía de un fotón de longitud de onda = 5.10 m. 3,975.10-19 J Una emisora de FM transmite con una potencia de 1 kW a una frecuencia de 98 MHz. Cuantos fotones emite durante un segundo? 1,54.1028 fotones Calcula la indeterminación en la cantiadad de movimiento y en la velocidad del electrón del átomo de hidrógeno en la primera órbita de Bohr. El radio es 0,529 Å y queremos que la indeterminación en la posición sea del 1% de dicho radio. Expresa la indeterminación en la velocidad en función de la velocidad de la luz, sin considerar efectos relativistas. 1,99.10-22kg.m/s 2,19.108 m/s 0,73 c Calcula la indeterminación en la cantidad de movimiento de un neutrón situado dentro del núcleo, si
  • 3. -14 consideramos que la posición está limitada a un entorno de 1.10 m (tamaño del núcleo). Cuál es la indeterminación en la velocidad? 1,055.10-20kg.m/s 6,296.106 m/s Este efecto, se trata de otro fenómeno que, al igual que la radiación de cuerpo negro, también involucra la interacción entre la radiación y la materia. Pero esta vez se trata de absorción de radiación de metales Heinrich Hertz (1857-1894), científico alemán, fue el primero en observar el efecto fotoeléctrico, en 1887, mientras trabajaba en la generación de ondas de radio. Informó esta observación pero no se dedicó a explicarla
  • 4. Al incidir luz ultravioleta sobre el cátodo metálico (fotocátodo) se detecta el paso de una corriente eléctrica. Se trata de electrones que abandonan el cátodo (colector) y se dirigen al ánodo a través del vacío dentro del tubo. Los electrodos se hallan conectados a una diferencia de potencial de sólo unos pocos voltios. La teoría electromagnética clásica considera que la radiación de mayor intensidad (o brillo, si es visible), que corresponde a ondas de mayor amplitud, transporta mayor energía. Esta energía se halla distribuida uniformemente a lo largo del frente de onda. La intensidad es igual a la energía que incide, cada unidad de tiempo, en una unidad de superficie. Con radiación ultravioleta de diferentes intensidades, los electrones salen del metal con la misma velocidad. La radiación más intensa arranca mayor número de electrones. Esta observación también resultaba inexplicable.
  • 5. Con luz ultravioleta, aun de baja intensidad, los electrones son arrancados prácticamente en forma instantánea, aunque la Física clásica predecía un tiempo de retardo hasta que los átomos absorbieran la energía necesaria para expulsar el electrón. Con luz visible este fenómeno no se observa, aunque se aumente la intensidad de la luz y se ilumine durante mucho tiempo, como para que el átomo absorba bastante energía. Esta observación resultaba inexplicable. EXPLICACION FISICA DEL FENOMENO Planck había llegado a la conclusión de que el traspaso de energía entre la materia y la radiación en el cuerpo negro ocurría a través de paquetes de energía. Sin embargo, no quiso admitir que la energía radiante una vez desprendida de la materia también viajaba en forma corpuscular. Es decir que siguió considerando a la radiación que se propaga como una onda clásica. En 1905, Albert Einstein fue un paso más allá al explicar completamente las características del efecto fotoeléctrico. Para ello retomó la idea del cuanto de energía de Planck, postulando que: La radiación electromagnética está compuesta por paquetes de energía o fotones. Cada fotón transporta una energía E= v .h , donde v es la frecuencia de la radiación y h es la constante de Planck. Cuando un fotón incide sobre el metal, transfiere toda su energía a alguno de los electrones. Si esta energía es suficiente para romper la ligadura del electrón con el metal, entonces el electrón se desprende. Si el fotón transporta más energía de la necesaria, este exceso se transforma en energía cinética del electrón: Expresado en fórmula matematica es: Ecinética = h . v - Eextracción
  • 6. dondeEextracción es la energía necesaria para vencer la unión con el metal. Esta teoría explica perfectamente los hechos observados: 1. Si la frecuencia de la radiación es baja (como en la luz visible), los fotones no acarrean la suficiente energía como para arrancar electrones, aunque se aumente la intensidad de la luz o el tiempo durante el cual incide. Para cada tipo de material existe una frecuencia mínima por debajo de la cual no se produce el efecto fotoeléctrico. 2. Si la frecuencia de la radiación es suficiente para que se produzca el efecto fotoeléctrico, un crecimiento de la intensidad hace que sea mayor el número de electrones arrancados (por ende será mayor la corriente), pero no afecta la velocidad de los electrones. Aumentar la intensidad de la luz equivale a incrementar el número de fotones, pero sin aumentar la energía que transporta cada uno. 3. Según la teoría clásica, habría un tiempo de retardo entre la llegada de la radiación y la emisión del primer electrón. Ya que la energía se distribuye uniformemente sobre el frente de la onda incidente, ésta tardaría al menos algunos cientos de segundos en transferir la energía necesaria. La teoría de Einstein, en cambio, predice que: Una radiación de frecuencia adecuada, aunque de intensidad sumamente baja, produce emisión de electrones en forma instantánea. Pasaron diez años de experimentación hasta que la nueva teoría fue corroborada y aceptada. Se determinó el valor de h a partir de experiencias de efecto fotoeléctrico y se encontró que concordaba perfectamente con el valor hallado por Planck a partir del espectro de radiación de cuerpo negro. Desde ese momento los físicos aceptaron que, si bien la luz se propaga como si fuera una onda, al interactuar con la materia (en los procesos de absorción y emisión) se comporta como un haz de partículas. Esta sorprendente conducta es lo que se ha llamado la naturaleza dual de la luz. Esto muestra que las ideas surgidas del mundo macroscópico no son aplicables al inimaginable mundo de lo diminuto.
  • 7. 1905 El articulo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico Breve Descripción del Fenómeno Cuando Einstein recibió el Premio Nobel en 1921, fue su explicación sobre el efecto fotoeléctrico y no su artículo sobre la relatividad especial lo que se citaría. Quizá fuera debido en parte a la negativa de los científicos a aceptar la teoría especial después de tan poco tiempo. Aún así, su análisis del efecto fotoeléctrico en su artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz” es de por sí un trabajo revolucionario. Al explicar un efecto que contradecía las creencias de su tiempo sobre la naturaleza de la luz, Einstein contribuyó a la visión global de hoy en día sobre el mundo subatómico, que no sólo el hombre de la calle, sino incluso los propios físicos tienen problemas en imaginar. Para los contemporáneos de Einstein, el efecto fotoeléctrico era un fenómeno extraño, aunque común: las láminas de algunos metales. al ser expuestas a una luz de determinada longitud de onda, emitían electrones. Hoy en día abunda la utilización práctica de este efecto, en ascensores, puertas de garaje, cajas de los supermercados. En definitiva, un haz de luz atraviesa un espacio e ilumina una lámina metálica en el lado opuesto. lo que hace que la lámina emita electrones. La emisión de electrones se comprueba. y se cierra un circuito que hace que la cinta transportadora en la caja se mueva. Cuando algo obstruye el camino de la luz, una barra de pan, por ejemplo, entonces la emisión de electrones se detiene, el circuito se abre. la cinta se detiene de pronto y se cae nuestro cartón de leche... La parte más extraña del efecto fotoeléctrico no era si la luz tenía suficiente energía para desprender electrones, sino cómo sucedía este fenómeno. Cuando los físicos comenzaron a medir la energía cinética de los electrones emitidos con distintas frecuencias e intensidades de la luz, se encontraron con que los resultados contradecían todas sus suposiciones. Predicción: al hacer la luz más brillante (es decir, al aumentar su intensidad) se emitirían la misma cantidad de electrones, pero cada electrón tendría mayor energía. Resultado: al hacer la luz más brillante, se emitían más electrones, pero cada electrón tenía la misma energía. Predicción: al cambiar el color de la luz (al cambiar su frecuencia) se emitirían más electrones, pero no habría cambios en la energía de cada electrón.
  • 8. Resultado: el cambiar el color de la luz no tenía efecto en el número de electrones emitidos, pero cada electrón tenía una energía mayor o menor, dependiendo del color. Lo que es más, se descubrió que cada tipo de lámina metálica tenía una “frecuencia umbral’. La luz con frecuencia menor de este umbral no tenía ningún efecto. La luz con frecuencia superior al umbral daba lugar a emisión de electrones. Una vez que se traspasaba esta frecuencia umbral, la energía de los electrones emitidos aumentaba según se aumentaba la frecuencia de la luz. En el caso del zinc, la luz blanca no tenía efecto sobre las láminas, porque su frecuencia estaba por debajo de la frecuencia umbral del zinc. La luz violeta, cuya frecuencia está por encima de este umbral, hacía que se desprendieran electrones; cuando se aumentaba todavía más la frecuencia (luz ultravioleta, por ejemplo) también se aumentaba la energía de los electrones. Para explicar este efecto paradójico, Einstein utilizó una teoría revolucionaria que había desarrollado en 1900 Max Planck (1858-1947), un profesor de física de la Universidad de Berlín. Planck se había dedicado al tema de la energía de radiación, intentando explicar la ausencia de lo que era conocido como la “catástrofe ultravioleta”. La catástrofe ultravioleta era otra vía muerta para los físicos, y tenía relación con un fenómeno denominado “radiación del cuerpo negro”. Cualquier objeto que absorbiera energía electromagnética (un grill de barbacoa, una máquina de café o unas chuletas) emite a su vez energía electromagnética, con distinto grado de eficacia. Un cuerpo negro es sencillamente un objeto idealizado que absorbiera toda la energía electromagnética incidente y que, también emitiera toda la energía absorbida. Aunque este objeto ideal no exista (la aplicación práctica más cercana sería una esfera negra con un pequeño agujero) el término agrupa a todos los absorbentes y radiadores imperfectos. Los estudios sobre las formas en que los objetos emitían la radiación del cuerpo negro revelaron un hecho inquietante: la realidad no estaba de acuerdo con la teoría. Para la teoría, al calentar un cuerpo negro se llegaría a los que se denominaba la “catástrofe ultravioleta”. Para intentar ilustrar el tema, imaginemos que hemos rellenado de carbón ¡a barbacoa y la hemos encendido. El carbón empieza a radiar energía electromagnética, tanto en forma de luz infrarroja de baja frecuencia (lo que llamamos “calor”). y también luz visible de alta frecuencia (lo que denominamos “fuego”). Hay que tener cuidado con no confundir la ausencia de radiación visible (llamas), con la ausencia de radiación, y no intentar encender de nuevo los carbones. Después de colocar un cafetera en el grill, colocamos unas brochetds sobre el carbón. También absorben y emiten radiación electromagnética. Por ahora, todo va perfectamente.
  • 9. Desgraciadamente, la teoría predecía que la energía radiada tenía que estar igualmente dividida entre todas las frecuencias electromagnéticas (es decir, desde la infrarroja de baja frecuencia hasta el rango de las ultravioletas). En otras palabras, al encender los carbones no sólo produciríamos calor y bonitas llamas, sino también radiación ultravioleta y también rayos X y rayos gamma. Según se calentara, no solamente se tostarían las chuletas, sino también nosotros y todo lo que nos rodeara. Esta era la “catástrofe ultravioleta”. Y ya que no se producía, ¿cuál era la explicación? La revolucionaría explicación aportada por Planck fue la de que la energía no se radiaba como un continuo a través del espectro electromagnético, a cualquier frecuencia posible. Solamente se podía emitir en paquetes discretos, discontinuos, que Planck denominó “cuantos”, y frecuencias diferentes requerían también un número diferente de “paquetes” de energía. La emisión de luz de baja frecuencia requiere pocos paquetes de baja energía, mientras que las ondas de luz en el extremo ultravioleta del espectro requieren un número enorme de paquetes de alta energía. Esta era la explicación de por qué sentarse cerca de la barbacoa no es un suicidio.Planck se dio cuenta de que había descubierto algo importante, pero nunca soñó con que sus cuantos representaran cualquier tipo de realidad física. Sin embargo, Einstein utilizó esta teoría para explicar el efecto fotoeléctrico. Donde Planck había afirmado que la radiación se distribuía en paquetes discretos, Einstein fue aún más lejos, afirmando que esos paquetes discretos representaban partículas de luz. Suponiendo que la luz no era sólo una onda sino un partícula con una cantidad discreta de energía, el efecto fotoeléctrico podía explicarse fácilmente: Predicción: el hacer la luz más brillante sólo significaba que más fotones de una energía dada incidían en la placa metálica. Esto quiere decir que hay más colisiones entre fotones y electrones. y que se desprenden más electrones, cada uno con la misma energía. Resultados: coinciden con la predicción. Predicción: al cambiar el color de la luz se cambia la energía de cada fotón, pero no el número de fotones que inciden en la placa metálica. Como resultado, hay el mismo número de colisiones, es decir, se desprende el mismo número de electrones, pero esos electrones tienen distinta energía. Resultados: coinciden con la predicción. Los fotones también explican el umbral de energía. La energía de cada fotón es una función de su frecuencia, es decir, del color. Si la frecuencia es demasiado baja, el fotón no tiene suficiente
  • 10. energía para desprender un electrón de la placa. Esto explica por qué no se produce una corriente eléctrica cada vez que las luces de un automóvil inciden sobre una señal de “Stop”: simplemente, los fotones no tienen energía suficiente. A pesar de lo ingeniosa y matemáticamente correcta teoría de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico, ésta no fue muy bien recibida por la comunidad científica. No había ninguna duda de que la luz fuera una onda, ya que había sido demostrado muchas veces. Pero, de pronto, parecía que la única explicación del efecto fotoeléctrico era considerar la luz como un haz de partículas individuales. Muchos físicos se opusieron a la tesis de Einstein, argumentando que, aunque proporcionara un aparato matemático capaz de describir el fenómeno, no representaba una visión apropiada de la realidad. La luz era una onda, y nada más. ¿Nada más, realmente? Fuente Consultada: EiEfectofotoeléctrico Cuando un metal es irradiado expulsa electrones pero hay una serie de observaciones que la física clásica no podía explicar. Es el llamado efecto fotoeléctrico: - No se observan electrones cuando la la frecuencia de la radiación está por debajo de un valor que además depende del tipo de metal. Incluso cuando se aumenta la intensidad de la radiación, si la frecuencia está por debajo de este valor límite, no se expulsan electrones. - La energia cinética de los electrones expulsados aumenta linearmente con la frecuencia de la radiacion incidente pero es independiente de la intensidad de la radiación. - Siempre que se irradia un metal por encima de la frequencialimite,se emiten electrones, incluso a muy bajas intensidades de radiación. Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico en 1905 y por ello ganó el premio Nobel de Físicas en 1921 (en inglés) El efecto fotoeléctrico se basa en el hecho de que la energía esta distribuida en "paquetes energéticos" que no se pueden dividir. Estos "paquetes" se llaman fotones. La energía del fotón está determinada por la frecuencia de la irradiación: . La energía necesaria para arrancar un electron de un metal será . El valor de depende del metal. Basándonos en la conservación de la energía, podermos escribir: , donde es la constant de Planck. Si es menor que no se expulsarán electrones. Los fotones de la radiación no tienen la energía suficiente para arrancar electrones del metal. Aumentar la intensidad de la irradiación es aumentar el número de fotones pero la energía del fotón seguirá siendo la misma. Si es mayor que se expulsarán electrones. La energía cinética de los electrones expulsados será proporcional a la frecuencia de la irradiación. Cuanto más alta sea la frecuencia de la radiación, más energía tendrán los fotones y los electrones expulsados tendrán una mayor energía cinética. Aumentar
  • 11. la intensidad de la radiación implica que más electrones serán expulsados pero la energía cinética a la que serán expulsados seguirá siendo la misma. Problemas resueltos de selectividad en Educared Potencia de la radiación y longitud de onda umbral Proceso de fotoemisión Reducción del potencial de frenado por oxidaciónFísica Para Poetas - Einstein el Gozo de Pensar M. Balibar Una radiación monocromática que tiene una longitud de onda en el vacio de 600 nmts y una potencia de 0,54W, penetra en una celula fotoeléctrica de catodo de cesio cuyo trabajo de de extracción es 2,0 eV. Determine: a. El numero de fotones por segundo que viajan con la radiación b. La longitud de onda umbral del efecto fotoeléctrico para el cesio c. La energía cinética de los electrones emitidos d. La velocidad con que llegan los electrones emitidos al ánodo si se aplica una diferencia de potencial de 100V Datos: Velocidad de la luz en el vacio c=3x103m/s Valor absoluto de la carga del electrón e=1,6x10-19C Masa del electrón me=9,1x10-31 Kg Constante de planck h=6,63x10-34Js longitud de onda en el vacio =600 nmts=6x10-7mts potencia de radiación monocromática P=0,54W trabajo de de extracción h=2,0eV La energía de cada foton es: Y la potencia total es: (energía total disipada en cada segundo) La energía por fotones : = 6,63x10-34Js El numero de fotones por segundo que viajan con la radiación es: Nfotones= b. La longitud de onda umbral del efecto fotoeléctrico para el cesio Problema 1: El molibdeno metálico debe absorber radiación con una frecuencia mínima de 1.09 x 10E15 Hz antes de que pueda emitir un electrón de su superficie. (a) ¿Cuál es la energía
  • 12. minimanecesaria para emitir un electrón? (b) ¿Cuál es la longitud de onda de esta energía? (c) Si al molibdeno lo irradiamos con luz de longitud de onda de 120 nm, ¿cuál es la energía cinética máxima de los electrones emitidos? R: 7.22 x 10E-19 J; 275 nm; 9.3 x 10E-19 J/electron. Problemas de teoria de Plank Problema 1: La luz amarilla de una lámpara de vapor de sodio para alumbrado público tiene una longitud de onda de 589 nm. ¿Cuál es la frecuencia de esta radiación? R: 5.09 x10E14 Hz El efecto fotoeléctrico A finales del siglo XIX una serie de experimentos pusieron de manifiesto que la superficie de un metal emite electrones cuando incide sobre él luz de frecuencia suficientemente elevada (generalmente luz ultravioleta). Este fenómeno se conoce como efecto fotoeléctrico. Uno de los aspectos particulares del efecto fotoeléctrico que mayor confusión creó fue el que la distribución de la energía en los electrones emitidos es independiente de la intensidad de la luz. Un haz de luz intenso da lugar a más fotoelectrones que uno débil, pero la energía media de los electrones es la misma. Estas observaciones no se pueden entender en el marco de la teoría electromagnética de la luz. Igualmente extraño es que la energía de los fotoelectrones dependa de la frecuencia de la luz empleada. A frecuencias por debajo de cierta frecuencia crítica caracteristica de cada metal, no se emite ningún fotoelectrón. Por encima de este umbral de frecuencia, los fotoelectrones tienen un márgen de energía que va de 0 a un determinado valor máximo.
  • 13. Este valor máximo aumenta linealmente con la frecuencia. donde es el umbral de frecuencia por debajo del cual no hay fotoemisión. Ejercicios 1. >Qué color de luz tiene una frecuencia mas alta? >La roja o la azul? 2. Seleccione adecuadamente las opciones que completan la siguiente aseveración: La luz azul tenue produce electrones con ( (a) más, (b) menos) energía que los que produce la luz roja brillante, aunque ésta produce ( (a) menor, (b) mayor) número de ellos