EFECTO FOTOELECTRICO y Dualidad onda particula De Broglie

Efecto fotoeléctrico. Teoría de Eisntein Se conoce con el nombre de efecto fotoelectrico a la emisión de electrones por las superficies metálicas cuando se iluminan con luz de frecuencia adecuada. En algunos metales alcalinos el efecto fotoelectrico presenta ya con la luz visible, en los demás metales con luz ultravioleta. Este hecho descubrió Hertz al someter a la acción de la luz determinadas superficies metálicas y comprobar que estas desprendian electrones. Los electrones emitidos al iluminar el cátodo originan una corriente electrica de intensidad I al chocar con el ánodo, esta intensidad es proporcional al nº de electrones arrancados. El nº de electrones que alcanzan el ánodo se mide con la coriente que cirucla por el amperimetro. El trabajo W necesario para arrancar el e- del metal depende de su energía de enlace con este. La energía más pequeña corresponden a los e- más debiles unidos, esta reciber el nombre de función de trabajo del metal Wo. Wo= h · fu . Si el ánodo es positivo, atraerá e-; y si el anodo negativo los e- serán repelidos. (limitaciones de la fisica clasica). Existen 3 en este experimiento que no puede explicarse mediante la teoria electromagnética clásica: *La emisión tiene luga rsolo si la frecuencia de la radiacción super aun frecuencia minima de cada metal, llamada frecuencia umbral. *Si la frecuencia f de la luz incidente es mayor que la frecuencia umbral, el nº de electrones emitidos, es proporcional a la intensidad de la radiación incidente. Para explicar el espectro fotoelectrico, Einstein supuso que la cantidad de enrgia de cada fotón se relaciona con su frecuencia: E = h·f , como se muestra la energia en forma de cuantos no podemos hablar de un tiempo de retraso. La energia del foton es igual: Hf= We + Ec.*Si la energia del fotón es menor que el trabajo de extración, el e- no escapa, nose produce efecto fotoelectrico. *Si la energia del foton es igual al trabajo de extracción, estamos en la frecuencia umbral, We=h·fu *Si la energia del foton es mayor que el trabajo de extracción, el e- escapa del metal con una energia cinetica determinada. Al aumentar la intensidad de la radiación aumenta el nº de fotones que llega a la superficie metalica y aumenta la intensidad de corriente, pero no varia la energia de los fotones ni la energia cinética de cada fotoelectron. El estudio cuantitativo del efecto fotoelectrico ha conducido a las siguientes expresiones experimentales: *Para cada etal existe una frecuencia minima por debajo de la cual no se produce el efecto fotoelectrico, independientemente de la radiacción luminosa. *Solo cuando la frecuencia de la luz incidente es mayor que la frecuencia umbral , la intensidad de corriente fotoelectrica es proporcional a la intensidad de la radiación luminosa. *La Ec de los e- aumenta al hacerlo la frecuencia de la luz incidente, pero es independiente de su intensidad luminosa. 1/2mcv²max=e·Vo
Dualidad onda-partícula: El físico De Broglie sugirió en su tesis doctoral que los e- podian tener caractericticas ondulatorias. De Broglie en su hipotesis consideró que la materia, especialmente los e-, tb prestarian un aspecto corpuscular y un aspecto ondulatorio. Según esta hipotesis la energia tanto de la materia como de la radiación se relaciona con la f de la onda asociada a su movimiento con la expresión: E = h · f y el momento lineal con la lontigud de onda: P=E/c = h.f/c ; p=h/ landa. De aquí se deduce que la lontiguda de onda asociada a una particula materia o a un fotón lineal p será: landa= h/p ; landa= h/ m·V . Esta hipotesis fue considerada como carente de realidad por su falta de evidencias experimetales. Más tarde otros fisicos como DAvisson o Thomson confirmarón la relación obtenida por De Broglie landa= h/p. El diagrama obtenido al hacer incideir un haz de electrones sobre 2 rendijas estrechas coincidia con el obtenido con los fotones de la misma longitud de onda.