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EMISIÓN ELECTRÓNICA:formas de extraer electrones de los metales.     Emisión termoiónica (efecto Edison): los electrones ...
Comparación de explicaciones           Teoría clásica                                        Teoría cuántica A mayor inte...
Aportes importantesCronología del desarrollo del fenómenoAminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría ...
1887 – Heinrich Her tz Fue el primero en establecer que las superficies  metálicas limpias emiten cargas cuando se expone...
1888 – Halwachs Descubrió que las cargas emitidas eran negativas.Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -...
1899 – J. J. Thomson Demostró que las cargas emitidas  eran electrones.   Hoy se les llama fotoelectrones     Lo descub...
1902 – Philip Lenard Descubre que cuando luz de frecuencia  1015 Hz incide sobre una  placa K de un metal, emiten partí...
Experiencia del efecto fotoeléctricoMontaje experimental                                       Resultados gráficosAminta R...
Albert Einstein (1905)“Heurística de la generación y conversión de la luz” Opina sobre la teoría clásica de Maxwell.    ...
Conclusiones de la emisiónfotoeléctrica     Para un metal y una frecuencia de radiación incidente, la cantidad de        ...
CONCEPTOS      Variable                                                   Definición Función de trabajo                  ...
Aplicaciones     El sulfuro de cadmio es usado como sensor para farolas de alumbrado público, ya que al        disminuir ...
Fuentes consultadas http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico  #Explicaci.C3.B3n http://www.sc.ehu.es/sbweb...
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El efecto fotoeléctrico

  1. 1. El Efecto Fotoeléctrico Aminta Robles Física Moderna Maestría en Didáctica de la Ciencias Naturales con énfasis en Física 18 de noviembre de 2011Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  2. 2. EMISIÓN ELECTRÓNICA:formas de extraer electrones de los metales.  Emisión termoiónica (efecto Edison): los electrones son emitidos por la superficie calentada de un metal.  Emisión secundaria: partículas energéticas incidentes sobre algunos materiales, liberan aún otros electrones de la superficie.  Emisión de campo: un campo eléctrico intenso extrae electrones de la superficie de un metal.  Efecto fotoeléctrico: luz incidente sobre un metal expulsa electrones de la superficie. Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna - Maestría en Didáctica de la Ciencias
  3. 3. Comparación de explicaciones Teoría clásica Teoría cuántica A mayor intensidad de la luz  La energía cinética de los incidente, más energéticos serán fotones no depende de la los electrones emitidos. intensidad sino que aumenta al Si la intensidad de la radiación aumentar la frecuencia incidente es débil, se espera que incidente. pase cierto tiempo hasta que el  No hay demora apreciable para metal almacene suficiente que los electrones sean energía para expulsar expulsados, aun para luz de electrones. intensidad muy débil.Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  4. 4. Aportes importantesCronología del desarrollo del fenómenoAminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  5. 5. 1887 – Heinrich Her tz Fue el primero en establecer que las superficies metálicas limpias emiten cargas cuando se exponen a la luz ultravioleta.  Descubre el efecto fotoeléctrico por accidente mientras investigaba las ondas electromagnéticas predichas por la teoría de Maxwell.  El arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna - Maestría en Didáctica de la Ciencias
  6. 6. 1888 – Halwachs Descubrió que las cargas emitidas eran negativas.Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  7. 7. 1899 – J. J. Thomson Demostró que las cargas emitidas eran electrones.  Hoy se les llama fotoelectrones  Lo descubre al medir la relación entre carga y masa de las partículas producidas por la luz ultravioleta.  Midió e por separado mediante la cámara de niebla Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna - Maestría en Didáctica de la Ciencias
  8. 8. 1902 – Philip Lenard Descubre que cuando luz de frecuencia  1015 Hz incide sobre una placa K de un metal, emiten partículas cargadas negativamente que viajan hacia el electrodo positivo P.  Que se emiten electrones del metal con intervalos de velocidad.  Que la energía cinética máxima de los fotoelectrones, Kmax no depende de la intensidad de la luz incidente.  Que la razón medida de la carga a la masa para los portadores cargados coincide con el encontrado por Millikan y Thomson para el electrón.  Esto evidencia a los portadores como fotoelectrones.  Que Kmax aumenta con la frecuencia de la luz. Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna - Maestría en Didáctica de la Ciencias
  9. 9. Experiencia del efecto fotoeléctricoMontaje experimental Resultados gráficosAminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  10. 10. Albert Einstein (1905)“Heurística de la generación y conversión de la luz” Opina sobre la teoría clásica de Maxwell.  Describe exitosamente la propagación de la luz por el espacio durante largos intervalos de tiempo.  Se necesita una teoría diferente para describir las interacciones momentáneas de la luz y la materia. Utiliza nuevos conceptos cuánticos: E=h  La radiación incidente consistía de paquetes de energía localizada que viajan con la velocidad de la luz. Desarrolla la teoría del efecto fotoeléctrico  La energía de la luz no se distribuye de manera uniforme sobre el frente de onda clásico, sino que se concentra en regiones discretas denominadas cuantos, cada uno de los cuales contiene una energía hf.  Los fotones pueden ser reflejados de acuerdo con las leyes de la óptica,  Los fotones pueden desaparecer cediendo toda su energía para expulsar los electrones, Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna - Maestría en Didáctica de la Ciencias
  11. 11. Conclusiones de la emisiónfotoeléctrica  Para un metal y una frecuencia de radiación incidente, la cantidad de fotoelectrones emitidos es directamente proporcional a la intensidad de luz incidente.  El potencial de frenado depende de la función de trabajo.  Para cada metal dado, existe una cierta frecuencia mínima de radiación incidente debajo de la cual ningún fotoelectrón puede ser emitido. Esta frecuencia se llama frecuencia de corte, también conocida como "Frecuencia Umbral".  Por encima de la frecuencia de corte, la energía cinética máxima del fotoelectrón emitido es independiente de la intensidad de la luz incidente, pero depende de la frecuencia de la luz incidente.  La emisión del fotoelectrón se realiza instantáneamente, independientemente de la intensidad de la luz incidente. Este hecho se contrapone a la Teoría Clásica: la Física Clásica esperaría que existiese un cierto retraso entre la absorción de energía y la emisión del electrón, inferior a un nanosegundo.Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  12. 12. CONCEPTOS Variable Definición Función de trabajo  Energía mínima con la que un electrón se enlaza en el metal; o energía mínima requerida para extraer un () electrón del metal. Frecuencia de corte.  Frecuencia mínima de radiación incidente debajo de la Potencial de frenado cual ningún fotoelectrón puede ser emitido. (V0)  Es el que logra detener los electrones más energéticos y la fotocorriente se anula. .  Ecuación fotoeléctrica de Einstein. Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna - Maestría en Didáctica de la Ciencias
  13. 13. Aplicaciones  El sulfuro de cadmio es usado como sensor para farolas de alumbrado público, ya que al disminuir la intensidad de la luz se vuelve no conductor, obligando a la farola a encenderse.  Las células fotovoltaicas en combinación con relés forman parte de muchos mecanismos automáticos. En la puerta de un ascensor un rayo que sale de un lado de la puerta incide sobre una célula fotoeléctrica situada al otro lado. Cuando se interrumpe el rayo la célula no conduce y el relé conectado a ella conmuta de posición. El relé junto con la célula regula la corriente que llega a un motor eléctrico conectado en el circuito.  La mayor aplicación del ef. es sin duda los paneles solares, que hacen uso de células fotovoltaicas. Éstas se construyen con dos capas de semiconductores. Bajo la radiación del sol se genera una cierta diferencia de potencial entre ambas capas, que se traduce en la generación de una corriente eléctrica.Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias
  14. 14. Fuentes consultadas http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico #Explicaci.C3.B3n http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/fotoelectrico /fotoelectrico.htm http://www.ciencia-ficcion.com/glosario/e/efecfoto.htm file:///C:/Program%20Files%20%28x86%29/PhET- 1.0/simulations/sims1db0.html?sim=Photoelectric_Effect Serway R.; Moses, C.; Moyer, C.. FÍSICA MODERNA. Tercera edición. Editorial Thomson. Acosta, V.; Crowan, C.; Graham, B.. CURSO DE FÍSICA MODERNA. Editorial Harla. México. 1975.Aminta Robles - estudiante del curso de Física moderna -Maestría en Didáctica de la Ciencias

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