Una placa de zinc recién pulida, cargada negativamente, pierde su carga si se la expone a la luz ultravioleta. Este fenómeno se llama efecto fotoeléctrico.
Investigaciones cuidadosas, hacia finales del siglo diecinueve, prueban
que el efecto fotoeléctrico sucede también con otros materiales, pero sólo si
la longitud de onda es suficientemente pequeña. El efecto fotoeléctrico se
observa por debajo de algún umbral de longitud de onda que es
específica del material. El hecho de que la luz de longitud de onda elevada no
tuviera ningún efecto, incluso si es extremadamente intensa, aparecía como algo
especialmente misterioso para los científicos.
Finalmente Albert Einstein dió la explicación en 1905: La luz está
constituida por partículas (photones), y la energía de tales partículas es
proporcional a la frecuencia de la luz. Existe una cierta cantidad mínima de
energía (dependiendo del material) que es necesaria para extraer un electrón de
la superficie de una placa de zinc u otro cuerpo sólido (función trabajo). Si la
energía del fotón es mayor que este valor el electrón puede ser emitido. De
esta explicación obtenemos la siguiente expresión:
|
Ecin = h f - W
|
Ecin = energía cinética máxima de un electrón emitido
h = constante de Planck (6.626 x 10-34 Js)
f = frecuencia
W = función trabajo.
h = constante de Planck (6.626 x 10-34 Js)
f = frecuencia
W = función trabajo.
Podemos resumir que el proceso por el cual se liberan electrones
de un material por la acción de la radiación se denomina efecto fotoeléctrico o
emisión fotoeléctrica. Sus características esenciales son:
·
Para cada sustancia hay una frecuencia
mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se
producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.
La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la
radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía
disponible para liberar electrones
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