Efecto fotoeléctric

• Fue descubierto por Hertz en 1887 de manera fortuita: comprobó que la chispa entre dos esferas metálicas cargadas saltaba con mayor facilidad si se iluminaban con luz UV. También encontró que un metal con carga

negativa se descargaba si se le iluminaba con luz UV.

• Concepto de efecto fotoeléctrico: proceso por el cual se liberan electrones de un material por la acción de la luz.

Estudio experimental del efecto fotoeléctrico

• Hechos experimentales:

• El amperímetro detecta corriente siempre que la luz tenga una frecuencia superior a un valor dado, llamada frecuencia umbral.

• Para frecuencias inferiores a la umbral no se detecta efecto fotoeléctrico por más que se aumente la intensidad de la luz.

• Sin embargo, para frecuencias superiores a la umbral se produce el efecto aunque la luz sea poco intensa.

• Una vez superada la frecuencia umbral, al aumentar la intensidad aumenta la corriente detectada en A.

• Si se cambia el cátodo cambia la frecuencia umbral2.2. Fracaso de la física clásica al explicar el efecto

fotoeléctrico

• La luz es una onda electromagnética y transporta energía que aumenta con la intensidad (amplitud) y la frecuencia. El efecto debe producirse incluso para frecuencias bajas siempre que sean

muy intensas para comunicar al electrón la energía necesaria para arrancarlo. La experiencia demuestra que no es así.

• De acuerdo con Maxwell, si la luz es poco intensa, el electrón debe acumular energía y necesita un tiempo para escapar. Sin embargo, el efecto fotoeléctrico es instantáneo.2.3. Explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico

• En 1905 Einstein utilizó los “cuantos” de Planck para explicar el efecto fotoeléctrico. Propone que:

1. La luz se propaga en “paquetes” llamados “fotones”, cada uno con energía E = h · f.   A mayor frecuencia, mayor energía.

2. La intensidad de la luz depende del nº de fotones. Una luz muy intensa contiene muchos fotones.

3. Los fotones chocan contra los electrones. Si su energía (que depende de f) es suficiente, arranca el electrón; en caso contrario no podrá hacerlo.

4. Para una frecuencia mayor que la umbral, si se aumenta la intensidad (nº de fotones) aumenta el nº de electrones arrancados.

5. Pero si es menor que la umbral no se podrá arrancar ningún

electrón por muchos fotones que incidan.