¡Hola querida comunidad científica de #Hive, reciban todos un cordial saludo!
Es un placer para mi estar nuevamente compartiendo un artículo con toda esta maravillosa comunidad. El día de hoy me hace mucha ilusión poder conversar un poco sobre el Efecto Fotoeléctrico. Resulta que cuando escuchamos términos como mecánica cuántica, la primera persona que viene a nuestras cabezas es Albert Einstein, y a su vez también pensamos en ese científico todo despeinado con muecas graciosas que habló por primera vez del termino Relatividad, tanto especial como esa fórmula tan famosa que es E = m.c elevado al cuadrado así como la bomba atómica, la predicción de la curvatura de la trayectoria de un haz de luz que pasa muy cerca del sol. No obstante, a pesar de los diversos aportes realizados por Einstein al mundo de la Física, hoy queremos centrar nuestra atención en ese artículo que en el año 1921 recibió el Premio Nobel de Física, se trata del Efecto Fotoeléctrico.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva.
Si hacemos un pequeño paseo sobre la historia, sabremos que a finales del siglo XIX una serie de experimentos pusieron de manifiesto que la superficie de un metal emite electrones cuando incide sobre él luz de frecuencia suficientemente elevada (mayormente luz ultravioleta, excepto para los metales alcalinos). Dicho fenómeno tiene por nombre efecto fotoeléctrico y podemos observar su diagrama en la imagen que se presenta a continuación:
Fuente
Un tubo al vacío posee dos electrodos conectados a un circuito externo, también contiene una lámina metálica cuya superficie va ser irradiada es el ánodo. Cabe destacar, que algunos de los fotoelectrones que emergen de la superficie irradiada tienen energía suficiente para alcanzar el cátodo, a pesar de tener una polaridad negativa, que constituye la corriente que se mide mediante un amperímetro. Al comenzar aumentar el potencial de frenado V menor cantidad de electrones llegan al cátodo y por ende la corriente disminuye; finalmente cuando V se iguala o sobrepasa un determinado valor de Vo, del orden de unos cuantos voltios, ningún electrón incide sobre el cátodo y la corriente cesa.
La aparición del efecto fotoeléctrico no debe causarnos sorpresa, después de todo, las ondas luminosas transportan energía, y parte de esa energía que absorbe el metal se puede concentrar de algún modo sobre algunos electrones y de esta manera transportarse en energía cinética. Ahora bien, el científico de origen húngaro llamado Philipp Lenard quien en el año 1902 realizo trabajos experimentales sobre el efecto fotoeléctrico y partiendo de ello se elaboraron las siguientes conclusiones:
1- La velocidad de los fotoelectrones (estos son los electrones emitidos) es independiente de la intensidad de iluminación.
2- La velocidad de los fotoelectrones es proporcional a la frecuencia de la luz empleada.
3- Por otra parte, para metal existe una frecuencia mínima de iluminación, la cual se le conoce como frecuencia umbral. Cabe destacar, que si se ilumina un metal con una luz de frecuencia inferior a la umbral, entonces no habrá emisión de fotoelectrones. Uno de los aspectos del efecto fotoeléctrico que particularmente sorprendió a los científicos es que la distribución de la energía en los electrones emitidos es independiente de la intensidad de la luz. Un haz de luz intensa da lugar a más electrones que uno de luz débil de la misma frecuencia, pero la energía media de los electrones es la misma. De igual forma, se logró observar dentro de los límites de la seguridad experimental (alrededor de 3 x 10 elevado a la menos 9 segundos) que no hay retraso de tiempo entre la llegada de la luz a la superficie metálica y la emisión de fotoelectrones.
Es importante resaltar y concluir, que las observaciones obtenidas partiendo del efecto fotoeléctrico no pueden comprenderse partiendo de la teoría electromagnética.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y deseo ver en los comentarios sus opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.
Referencias
Resnick, R; Halliday, D & Krane, K. (2007). Física volumen 2. México: Grupo Editorial Patria.
Sánchez, E. (2005). Física. Caracas: Ediciones CO-BO.
Zemansky, S. (2009). Física Universitaria Volumen II. México: Pearson Educación.
Thanks for your contribution to the STEMsocial community. Feel free to join us on discord to get to know the rest of us!
Please consider delegating to the @stemsocial account (85% of the curation rewards are returned).
You may also include @stemsocial as a beneficiary of the rewards of this post to get a stronger support.