Electrón emitido por una sustancia cuando está sometida a una radiación electromagnética. La capacidad de algunos materiales, y en especial de los metales, de emitir electrones cuando son irradiados con ciertas frecuencias de luz ultravioleta o visible se conoce como efecto fotoeléctrico. Fotoelectrones Definición Lámpara fluorescente de luz ultravioleta. La radiación ultravioleta no es visible; sin embargo, muchas de las lámparas ultravioletas emiten marginalmente parte de su luz en la zona adyacente del espectro visible, con lo que se observan de un color violeta Luz Ultravioleta La luz visible es una pequeña región del espectro electromagnético cuyas ondas tienen una longitud que va desde los 780 nanometros de la luz roja a unos 380 en la violeta. Esta pequeña región del espectro es la luz que percibe el ojo humano y nos permite ver los objetos. Luz visible EFECTO FOTOELÉCTRICO Luz infraroja Frecuencia de la luz Al ser la luz una combinación de campos eléctrico y magnético oscilante (una onda que varía con respecto al tiempo y transporta energía), su frecuencia es un parámetro que la caracteriza (número de veces que se repite por segundo). Longitud de onda umbral Corresponde a longitud mínima en la cual se produce que el electrón empieza a ser emitido. Frecuencia umbral La frecuencia umbral de la luz que provoca el efecto fotoeléctrico es aquella frecuencia mínima con la que se comienza a detectar la emisión de electrones y es específica de cada material. Diferencia: Fuente: Tippens P. (2011) Física conceptos y aplicaciones. Séptima Edición. México. McGrawHill. La longitud de onda se mide en nanómetros La frecuencia se mide en Hz. La radiación infrarroja, ("radiación térmica IR"), de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. La luz infrarroja nos brinda información especial que no podemos obtener de la luz visible. Nos muestra cuánto calor tiene alguna cosa y nos da información sobre la temperatura de un objeto 1) La cantidad de fotoelectrones emitidos es directamente proporcional a la intensidad de la luz incidente. 2) 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". La frecuencia de corte es aquella en que los fotones tienen exactamente la energía mínima para arrancar los fotones. Invención de aparatos especiales llamados Células Fotoeléctricas, donde la energía de la luz, controla la energía de la corriente eléctrica o se transforma en corriente eléctrica. - Los aparatos de este tipo vuelven posible la prevención de accidentes. - Permite reconstituir los sonidos registrados en las películas de cine. - Máquinas capaces de producir piezas sin la intervención del hombre. - En los aparatos eléctricos semiconductores que transforman de forma directa, la energía luminosa en energía eléctrica. (Baterías solares) Aplicaciones Leyes 3) Por encima de la frecuencia de corte, la energía cinética máxima del fotoelectrón emitido depende de la frecuencia de la luz incidente. EFECTO FOTOELÉCTRICO Expresión Matemática 4) El tiempo de retraso entre la incidencia de la radiación y la emisión del fotoelectrón es muy pequeña, menos de 10-9 s. Ef, la energía del fotón W0, el trabajo o energía de extracción Ec, la energía cinética de los (foto)electrones emitidos Fuente: Tippens P. (2011) Física conceptos y aplicaciones. Séptima Edición. México. McGrawHill. Fundamentación física En la actualidad El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por parte de un material al ser iluminado con radiación electromagnética. La energía del fotón se determina en función de la frecuencia de la luz. Si un átomo absorbe energía de un fotón que tiene mayor energía que la necesaria para expulsar un electrón, del material y que además posee una velocidad bien dirigida hacia la superficie, entonces el electrón puede ser extraído del material. Si la energía del fotón es demasiado pequeña, el electrón no absorbe la energía necesaria para ser expulsado del material. La energía de los electrones emitidos no depende de la intensidad de la radiación que le llega, sino de su frecuencia. Si el fotón es absorbido, parte de la energía se utiliza para liberarlo del átomo; el resto contribuye a dotar de energía cinética a la partícula libre. Una de las característica intrigantes del efecto fotoeléctrico que no podía explicar la teoría clásica de la física pero fácilmente explicable por la hipótesis de Einstein del fotón es la carencia de lapso de tiempo entre la emisión incidencia de la luz y la aparición de los electrones. La hipótesis de Einstein explica este resultado ya que aunque cada fotón tiene la energía suficiente para eyectar un electrón (el cuanto de luz puede transferir su energía integra a un electrón), habiendo una probabilidad de que el electrón sea rápidamente e inmediatamente absobido por un electrón acompañado de la emisión instantánea del mismo. Esto es cuando un electrón captura la energía de un un fotón, la emisión del mismo es instantanea siempre que la energía del fotón tenga la suficiente energía. Si un fotón no tiene suficiente energía, el electrón no será capaz de salir del metal. El éxito de la ecuación de Einstein en explicar las observaciones experimentales del efecto foelectrico fue en gran parte la responsable de la aceptación de la idea de los quanta de luz.
