Para llevar a cabo los objetivos planteados, se estudiará el proceso de emisión de electrones de un metal. Para esto se deberá incidir sobre este metal luz de frecuencia apropiada, fenómeno conocido como Efecto Fotoeléctrico.

La ecuación de conservación de la energía, propuesta por Einstein, que describe este efecto es:

K = h ⋅ v − φ (1)

Donde:

K : Energía cinética de los electrones emitidos. h ⋅ v : Energía de los fotones incidentes.

φ : Energía que liga los electrones al metal, conocida como función de trabajo.

Además:

h = 6 , 6260693 ⋅ 10 −^34 [ J ⋅ s ]= 4 , 1356674 ⋅ 10 −^15 [ eV ⋅ s ]

Si a los electrones se les aplica un potencial repulsivo V, solo aquellos que tengan máxima energía cinética podrán ser colectados y darán origen a una corriente. Para un valor dado del potencial de frenado ningún electrón será capaz de llegar al colector y la corriente se hará cero, en ese instante se cumple que K (^) MAX = eV , por lo tanto la relación (1) se convierte en:

eV = h ⋅ v − φ (2)

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Para realizar la experiencia usted dispondrá de (más información de la disposición en los anexos):

Voltímetro del potencial de frenado.
Voltímetro midiendo tensión proporcional a la foto-corriente.
Led’s de distintos colores.
Fuente regulable de tensión.
Celda fotoeléctrica.

Fig Nº1, Estación de trabajo durante la experiencia.

Nota:

La medida de la foto-corriente debe ser negativa. Se debe ajustar el Voltaje de frenado de manera que la foto-corriente sea igual a cero.

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ANTES DEL LABORATORIO (PREPARATORIO PARA EL CONTROL)

Lea atentamente esta guía.
Estudie la teoría corpuscular de la luz, y analice las dificultades que encuentra la teoría ondulatoria de la luz para explicar el Efecto Fotoeléctrico.
Explique que es una transición óptica en la que un electrón absorbe un fotón. ¿Qué cantidades se conservan en el proceso?
¿Cuál es la mínima energía necesaria para que un fotón pueda sacar electrones desde Cu, Na y Al? ¿Es alguna de ellas visible?
en el efecto fotoeléctrico como depende la corriente de fotoelectrones de la intensidad y la frecuencia de la radiación incidente. Haga un grafico cualitativo.

BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA:

Halliday-Resnick-Krane, Parte II, Capitulo 49 sección 5.

ANEXO A:

Tabla de frecuencia y longitud de onda para los Led’s disponibles en el Laboratorio.

Color λ [nm] v [Hz] Rojo 685 4,38E+ Naranja 605 4,96E+ Verde 533 5,63E+ Azul 473 6,34E+ Violeta 430 6,98E+

Tabla de funciones de trabajo de distintos materiales.

Elemento Función de trabajo [eV] Aluminio 4, Sodio 2, Cobre 4,

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ANEXO B:

Fig Nº2, Fuente de poder variable.

(a) (b) Fig Nº3, Disposición de trabajo (ubicación de la luz incidente en la foto-celda). (a) Medición de constante de Planck, (b) Medición de la dependencia de la foto-corriente con la intensidad.