Efecto Fotoeléctrico

Efecto Fotoeléctrico Cuando luz de energía suficientemente alta, =2000 a 4000 Å; choca con el metal, se arrancan electrones de su superficie, que fluyen hacia el electrodo positivo a través del circuito.

Efecto Fotoeléctrico 1. Sólo hay flujo de electrones si la luz posee una  suficientemente alta, sobre un cierto umbral propio, de cada metal.

Efecto Fotoeléctrico 2. La cantidad de corriente producida (número de electrones emitidos por n e *e i  segundo), t es proporcional a la velocidad de liberación de los electrones

Efecto Fotoeléctrico • Según la teoría clásica aún luz, de baja energía produciría un flujo de corriente, si el metal era irradiado por un tiempo suficiente. Los electrones acumularían energía y se liberarían cuando tuvieran suficiente energía para escapar.

Según la teoría antigua, si la luz era de mayor energía, la corriente aumentaría aunque la intensidad permaneciera sin cambio.

• Una alta intensidad debiera aumentar la probabilidad que un electrón adquiera un gran exceso de energía antes de ser expulsado. Clásicamente, el voltaje de freno debiera ser proporcional a la intensidad I (I=dE/dT)

El resultado experimental muestra que el potencial de freno Vs, es función de la frecuencia.

Vs  k (  0 ) k es independiente del metal  0 depende del metal

Efecto Fotoeléctrico Einstein extendió la idea de Planck de que la luz se comporta como si estuviera formada por corpuscúlos, a los que llamó fotones, cada uno con una particular cantidad de energía (cuanto de energía).

Una partícula de luz chocando con un electrón le da energía. Si es mayor que una umbral el electrón puede escapar y producir corriente fotoeléctrica

Si E=hν

eV0 h 0  eV0   0  h

2

mv  eVs 2

Balance de energía 2

mv h =  Energía umbral 2 h =eVs  eV0

h =eVs  eV0 h 0 h Vs   e e h Vs     0 e



Empíricamente : Vs  k   0  Deducida : h Vs    0  e h k  , k es la pendiente de la recta e

si los fotones son partículas de energía h, la intensidad de la radiación no está relacionada con la energía de cada fotón, pero sí con el número de fotones que impactan la superficie del metal por segundo.

Liberándose electrones, el número de electrones liberados es mayor, si mayor es la intensidad de la luz

Puesto que, la energía absorbida por un electrón es h, no importando el número de fotones que impactan al metal por segundo, la energía cinética de los electrones debiera ser independiente de la intensidad de la luz

Según relatividad especial (Einstein)

p



vm0

2 v 1

c

2



1 2

; para los fotones v=c

con sentido físico si m0 es cero E



2 4 m0 c

p c

2 2



1 2

E



2 4 m0 c

p c

2 2



1 2

E  pc  h , pero  = m*v*c=h* m*v=

h



c



c



y p=m*v