Efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico da cuenta de la capacidad que poseen los fotones de transferir energía a la materia cuando interactuan con ella, en foma de cuantos o paquetes de energía, y con ello permitir la extracción de electrones del material.
En los metales hay electrones que se mueven más o menos libremente a través de la red cristalina, estos electrones no escapan del metal a temperaturas normales ya que no tienen sufiente energía. (Si es posible extraer estos electrones calentando el material para aumentar su energía y de esta forma evaporarlos (termoelectrones)).
En el efecto fotoeléctrico en cambio la energía necesaria la proporcionan los fotones. Un haz de luz se compone de fotones, donde cada fotón lleva una cierta energía característica que depende de su frecuencia. Aumentar la intensidad del haz implica aumentar el número de fotones pero no la energía que lleva cada fotón. Cuando el fotón choca contra un material es capaz de ceder esta energía en un único choque a un electrón. Si esta energía es mayor o igual que la energía que requiere el electrón para escapar del material, que se denomina función trabajo, el electrón es extraído. Este proceso es instantáneo. Si por el contrario, la energía es menor el electrón no puede ser extraído. Si el fotón posee energía suficiente, es decir una energía e mayor que la función trabajo, entonces el fotón cede su energía al electrón, que es arrancado y que gracias a la energía remanente adquiere energía cinética en este proceso. La frecuencia mínima necesaria que debe tener el fotón incidente para poder extraer un electrón se denomina frecuencia umbral. Cada material posee un valor determinado de la frecuencia umbral, por debajo de la cual ningún electrón puede ser extraído. Este valor varía dependiendo del material, la luz incidente puede estar en la región visible o corresponder a la frecuencia ultravioleta. Los metales alcalinos como Sodio o Calcio requieren poca energía para extraer un electrón. El esquema de la figura muestra el dispositivo. Hay una diferencia de potencial eléctrico V entre las placas A (ánodo) y C (cátodo). Los electrones arrancados alcanzan el cátodo y la corriente es medida por el amperimétro A.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. Sin embargo, la explicación teórica del fenómeno fue dada por Albert Einstein en 1905. En este año Einsten publicó su trabajo Sobre un punto de vista heurístico concerniente con la producción y transformación de la luz en el que extendió la teoría cuántica de Planck[[1]].
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