El efecto fotoeléctrico y la teoría cuántica de Planck

Teoría cuántica y el principio de indeterminación de Heisenberg

Eo=h·f // Ecmax=e·Vf // Wo=h·Fu // E=h·f // Ec=hf-W // ECmax=hf-Wo // λ=c/f // λ=h/p;λ=h/mv // p=E/c=h·f/c;p=h/λ

Descubrimiento de Heisenberg

En 1932, Heisenberg, teniendo en cuenta el carácter de la materia, descubrió que era imposible medir simultáneamente y con exactitud ciertos pares de magnitudes de un sistema. La falta de precisión no es debida a la naturaleza de los aparatos de medida, sino que es algo intrínseco a la propia naturaleza. De hecho, el propio hecho de medir ya modifica el sistema que estamos midiendo. Es imposible determinar con exactitud x y el momento lineal p de una partícula, pero los valores de las indeterminaciones deben cumplir: Δx·Δp≥h/4π Ax=indt posición y AP ind momento lineal. Si Ax es muy pequeña, Ap se hará muy grande, habrá demasiado error en una medida del momento lineal y, por tanto, de v. Ocurre lo mismo con la E de un objeto cuántico y el tiempo para efectuar la medida: ΔE·Δt≥h/4π Ae ind E y. Consecuencias: - se rompe con la idea de la física clásica que todo en la naturaleza se puede medir con exactitud - ya no podemos hablar de posición o velocidad exactas de una partícula, únicamente de probabilidad de encontrar una partícula en una determinada posición - el modelo de Bohr para el átomo ya no es válido, ya no tenemos órbitas exactas, sino zonas del espacio, llamadas orbitales, donde es más probable encontrar el electrón.

Efecto fotoeléctrico y teoría cuántica

El efecto fotoeléctrico fue explicado por Albert Einstein en 1905 basándose en la teoría de los cuantos de Planck, hallazgo que le fue recompensado con el premio Nobel de Física de 1921. Su descubrimiento fundamenta el funcionamiento de las células fotoeléctricas, tan empleadas en las puertas automáticas o en el alumbrado de las ciudades (relación luz-corriente eléctrica).

Descripción del efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones (corriente eléctrica) que se produce cuando la luz incide sobre una superficie metálica en determinadas condiciones. Si la luz es una corriente de corpúsculos o fotones y cada uno de ellos tiene una energía hν, esta energía podría ser capaz de arrancar un electrón de la red cristalina del metal y comunicarle, además, una energía cinética. La expresión matemática que lo explica sería la siguiente: hfinc=Wo+Ecmax. Este razonamiento de Einstein explica también el hecho de que la velocidad de salida de los electrones fuese proporcional a la frecuencia de la luz incidente y que la energía cinética de los electrones tuviese unos valores discretos determinados: podemos escribirla: hfinc=hfo+0,5mv².