Una font lluminosa emet llum monocromàtica
Clasificado en Física
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 4,18 KB
3- Einstein i l'efecte fotoelèctric
A finals del Segle XIX Hertz va observar que la superfície d'un metall
emet electrons quan sobre ella incideix llum de freqüència suficientment
elevada (generalment cal llum ultraviolada tret per als metalls alcalines).
Aquest fenomen es coneix com efecte fotoelèctric.Fins que Thomson va descobrir l'electró no es va saber que els responsables de l'establiment del
corrent fotoelèctric eren els electrons del metall. Aquests electrons que “botaven” de la superfície
metàl·lica havien de tenir l' Ec suficient per arribar a l'altra placa. Per determinar aquesta Ec
s'inverteix al potencial (ddp) entre les plaques i quan s'arriba a un potencial on no arriben electrons
a la placa poden conèixer l' Ec màxima amb què són emesos els fotoelectrons.
De seguida l'efecte fotoelèctric va resultar un problema per a la física clàssica. Així, fenòmens
destacats com els següents no tenien explicació en el Març dels models clàssics.
Només s'emeten electrons quan la freqüència de la llum que s'emet supera un cert valor υo
anomenat freqüència llindar, i que és característica de cada metall.
Per sota de υo no hi ha emissió d'electrons, encara que s'augmente la intensitat lluminosa.
4
Tema XI: Fonaments de la mecànica quàntica Llorenç Monferrer
Per dalt de υo , un augment de la intensitat provoca un augment del nombre d'electrons
emesos, però, no de l'energia cinètica màxima d'aquests.Totes les observacions anteriors entraven en contradicció amb les lleis clàssiques per:
L'efecte fotoelèctric hauria de produir-se per qualsevol υ, sempre que I fóra gran.
L' Ec dels electrons hauria d'augmentar amb I, cosa que no passa.
Des del punt de vista clàssic, l'emissió dels electrons (tal i com s'aprecia en l'experiència) no
podia ser instantània. Caldria un temps per absorbir la radiació abans d'aconseguir l' Ec
necessària.
Explicació d'Einstein
L'any 1905 Einstein va reprendre la idea dels quàntums de Planck, però, a diferència de Planck* va
proposar que la llum no només era emesa en forma de quàntums, sinó que també es propagava en
forma de quàntums o fotons. Aleshores, va tornar a introduir la naturalesa corpuscular en la
propagació de la llum.
Segons ell l'energia lluminosa no es reparteix d'una manera uniforme en tots els punts d'un front
d'ona, sinó que es troba concentrada en fotons. Així, la llum ordinària estaria formada per infinitat
de fotons de diferent energia que es propaguen en totes direccions a la velocitat de la llum.
Amb aquestes consideracions, Einstein va aconseguir explicar tots els fets observats en l'efecte
fotoelèctric. Així, segons ell un fotó de llum pot tindre suficient energia per arrencar un electró d'un
àtom. L'electró transforma aquesta energia en treball a efectuar en contra de la força d'atracció que
el lliga a l'àtom. Atès que els àtoms de distints metalls són diferents, el treball per arrencar els
electrons també serà diferent.
*Segons Planck la llum es propagava en forma d'ones electromagnètiques.
Einstein raona el perquè en augmentar la I de la llum l' Ec no augmenta. Segons ell, en augmentar
I, augmenta el nombre de fotons que arriba al metall i aleshores suposa un increment del nombre
d'electrons arrencats, però no de la seua Ec .