el efecto fotoelectrico
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EL EFECTO FOTOELECTRICO
OSCAR EDUARDO .
JORGE ANDRES QUINTERO CARDENAS
VICTOR GERMAN QUINTERO
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
LABORATORIO DE FÍSICA III
RAFAEL PORTILLA
2001
OBJETIVOS
Determinar la constante de planck.
Determinar la dependencia del potencial de frenado respecto de la
intensidad de la radiación incidente.
Observar que cada color tiene una frecuencia diferente, y por esto,
la variación en la diferencia de potencial.
MATERIALES
Equipo Pasco h/e.
Voltímetro digital.
Filtro para color amarillo.
Filtro para color verde.
Filtro de transmisión.
Lámpara de mercurio.
MARCO TEÓRICO
La emisión de electrones en un material alcalino por acción de la luz es
llamado Efecto Fotoeléctrico. Albert Einstein explicó este fenómeno en
1921.
Einstein expuso que si los electrones libres interactuaban con radiación
electromagnética, seguían el comportamiento expuesto por Planck; un
oscilador atómico puede absorber o emitir una cantidad de energía
discreta, o cuanto de energía llamado Fotón.
Energía de un cuanto: E=hv
E = Energía absorbida o emitida en cada proceso.
h = constante de proporcionalidad (mas tarde llamada constante de
Planck, h=6.625x10-34J.s).
v = Frecuencia de radiación Electromagnética, => , c = 3 x 108
m/s, es la velocidad de la radiación incidente y su longitud de onda.
Cuando un fotón incide sobre una superficie metálica alcalina, puede
darle energía a un electrón para que este se libere, la energía del fotón
puede ser mayor o igual a la función de trabajo W0, que es la mínima
energía que se necesita para que el electrón se libere, es decir, hv w0,
, v0 es llamada frecuencia umbral.
Donde es la energía cinética del electrón desprendido del metal.
Ecuación de Einstein para efecto fotoeléctrico.
En el campo experimental, se utiliza una fotocélula a la que se le aplica
una luz de frecuencia v, cuando v es mayor a la frecuencia umbral v0, se
produce una corriente que se puede anular parcial o totalmente por
medio de un potencial de frenado V0:
, haciendo la corriente igual a cero:
PROCEDIMIENTO
En general, el procedimiento a seguir ,consiste en tomar nota de el
potencial de frenado para cada color proporcionado por el voltímetro
digital.
PARTE A
Verde Amarillo Azul Violeta 1 Violeta 2Nº V0 Nº V0 Nº V0 Nº V0 Nº V0
10.60
91
0.552
11.05
31
1.155
11.41
1
20.60
82
0.552
21.05
52
1.157
21.41
2
30.60
73
0.550
31.05
43
1.153
31.41
0
40.60
44
0.550
41.05
54
1.152
41.40
6
50.60
75
0.550
51.05
75
1.150
51.40
9
PARTE B
AMARILLO
20% 40% 60% 80% 100%Nº V0 Nº V0 Nº V0 Nº V0 Nº V0
10.47
71
0.511
10.51
61
0.523
10.53
0
20.47
62
0.510
20.51
52
0.523
20.52
9
30.47
23
0.510
30.51
53
0.524
30.52
8
40.47
14
0.510
40.51
44
0.523
40.53
0
50.46
95
0.510
50.51
45
0.522
50.52
9
VERDE
20% 40% 60% 80% 100%
Nº V0 Nº V0 Nº V0 Nº V0 Nº V0
10.52
31
0.550
10.56
91
0.583
10.59
4
20.52
32
0.550
20.57
02
0.582
20.59
4
30.52
33
0.550
30.57
03
0.583
30.59
3
40.52
34
0.551
40.57
04
0.583
40.59
4
50.52
45
0.550
50.57
05
0.582
50.59
3
ANÁLISIS
ColorLongitud de onda(nm)
Potencial de
frenadoAmarillo 578 519031.14 0.551Verde 546.074 549376.09 0.607Azul 435.835 688333.88 1.055
Violeta 404.656 741370.44 1.154Ultraviole
ta365.483 820831.61 1.409
GRAFICO DE FRECUENCIA CONTRA POTENCIAL DE FRENADO
PREGUNTAS
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones en un
material alcalino por accion de la luz.
Es un voltaje aplicado al ánodo que anula parcial o totalmente la
corriente en el circuito de la fotocélula.
La función trabajo es la mínima que necesita un electrón para poder
escapar del metal.
La frecuencia umbral es cuando se presenta que hv mayor o igual a
w0 o V0=w0/h.
Las predicciones clásicas sobre el efecto fotoeléctrico se restringen a
la teoría ondulatoria.
CONCLUSIONES
La corriente de los fotoelectrones emitidos por la superficie metálica
es directamente proporcional a la intensidad de la radiación
incidente.
Para que una superficie metálica emita electrones, es necesario que
la frecuencia de la radiación incidente sobrepase cierto valor mínimo.
La energía máxima de los fotoelectrones emitidos no depende de la
intensidad de la radiación incidente.
La energía cinética de los electrones emitidos aumenta al aumentar
la frecuencia de la radiación incidente.
La emisión de los fotoelectrones es inmediata e independiente de la
intensidad de la radiación incidente.