Fundamentos y Descubrimiento del Efecto Fotoeléctrico
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¿Qué es el Efecto Fotoeléctrico?
El Efecto Fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética.
Historia y Descubrimientos Clave
Heinrich Hertz (1887)
En sus experimentos sobre la producción y recepción de ondas electromagnéticas realizada en 1887, Hertz fue el primero en observar y documentar el efecto fotoeléctrico.
Específicamente, Hertz encontró que la intensidad de la descarga eléctrica generada entre dos conductores (cátodo y ánodo) sometidos a una diferencia de potencial fija aumentaba al hacer incidir luz ultravioleta.
Joseph John Thomson (1889)
En 1889, dedujo que los rayos catódicos consistían de un flujo de partículas cargadas negativamente a los que, posteriormente, se les llamó electrones.
Philipp von Lenard (1902)
En 1902, realizó observaciones cualitativas del efecto fotoeléctrico:
- La energía de los electrones emitidos desde una placa metálica cambiaba al cambiar la frecuencia de la luz incidente.
- Los cambios en la intensidad de la luz no modifican la energía de los electrones.
- Los cambios en la intensidad de la luz modifican la corriente de electrones.
Dinámica de la Energía: Cinética y Potencial
Asumimos que el electrón adquiere cierta energía cinética 
en el proceso de interactuar con la radiación. Una vez que el electrón es expulsado de la placa, es sometido a una fuerza constante, 
, que se opone a su movimiento.
- -e: carga del electrón.
- E: campo eléctrico.
El electrón adquiere energía potencial, 
, del campo eléctrico a costa de su energía cinética.
x: desplazamiento del electrón desde que comienza la zona del campo eléctrico E, justo al dejar la placa metálica.
El electrón retorna cuando toda su energía cinética la ha convertido en energía potencial. En este caso, K = 0 J y la distancia máxima a la que puede llegar la denotamos con x = d, que es la separación de las placas.
La Propuesta de Albert Einstein
Einstein propuso: La luz o radiación electromagnética de frecuencia f estaba compuesta de corpúsculos o cuántos de energía, y cada corpúsculo posee una energía:
(donde h es la constante de Planck).
El cuánto, llamado fotón, al interactuar con un electrón del metal, entrega toda su energía E. El electrón pierde parte de esa energía en liberarse del metal y la diferencia la adquiere como energía cinética.
Conservación de la Energía
La propuesta de Einstein puede ser expresada matemáticamente por medio de la conservación de la energía:
- w: es la energía necesaria para desligar al electrón del metal (función de trabajo).
- K: es la energía cinética adquirida por el electrón.