QUÍMICA - APUNTES Y EJERCICIOS

Modelos atómicos

 

 

Efecto fotoeléctrico

 

En 1887 E. Hertz había observado que se producán descargas eléctricas en metales cuando eran iluminados por luz UV, Sin embargo este fenómeno se producía de forma diferente según fuese la luz que incidiera sobre el metal.

1. El número de electrones emitidos es proporcional a la intensidad de la luz.
2. La energía cinética de los electrones es proporcional a la frecuencia de la radiación incidente.
3. Sin embargo el fenómeno solamente se produce a partir de una cierta frecuencia de la radiación incidenteque se llama frecuencia umbral.

Cuando se estudia el efecto fotoeléctrico se comprueba que no se produce con todas las radiaciones sino que solamente se produce cuando la radiación incidente tiene una frecuencia mínima (frecuencia umbral) a partir de la cual tiene la energía suficiente para arrancar electrones del metal (trabajo de extracción). Por supuesto esa frecuencia umbral depende también del tipo de metal que se utilice.

La emisión de electrones (intensidad de la corriente generada) será mayor cuanto mayor sea la intensidad de la radiación luminosa pero la energía cinética de los electrones no depende para nada de esa intensidad.

La explicación que da Einstein es considerar que la luz está formada por fotones, partículas cuya masa en reposo es cero, y cuya energía viene dada por h·ν.

Siendo h la constante de Planck y n la frecuencia de la radiación. Como se dijo antes solo se produce para cada material con una frecuencia mínima (frecuencia umbral) La energía correspondiente a esa radiación de frecuencia umbral sería la energía necesaria para arrancar un electrón del átomo del metal.

Energía radiación = Energía umbral + Energía cinética electrón arrancado

h·ν = h·ν₀ + E_c

Para poder medir la energía cinética de los electrones desprendidos se ajusta el campo eléctrico en sentido contrario de forma que lo electrones vuelven a ser atraidos por la placa opuesta. Variando la tensión conseguimos que no pase corriente.

La comprobación cuantitativa de la valided de la explicación de Einstein, se debe al experimento diseñado por Millikan en 1915.