EFECTO FOTOELECTRICO

Fenómeno mediante el cual la luz, al incidir sobre un metal le arranca electrones. Si no se ilumina el cátodo, el amperímetro indica que no hay paso de corriente. Cuando la luz que ilumina el cátodo tiene una determinada longitud de onda, el amperímetro detecta el paso de corriente, lo que indica que la luz ha sido capaz de arrancar electrones al cátodo que se dirigen a la placa colectora. Phlilipp Lenard comprobó:

• Para que la radiación provoque fotoelectrones debe tener una frecuencia umbral.
• Si la radiación que ilumina el cátodo tiene una frecuencia superior a la umbral se producirán fotoelectrones.

La intensidad de la corriente detectada es proporcional a la intensidad de radiación. Modificando el voltaje externo podemos invertir la polaridad de las placas y lograr que los fotoelectrones no lleguen a la placa. Al mínimo potencial que logra este efecto se le llama potencial de frenado. Albert Einstein logró explicar el efecto fotoeléctrico usando la teoría cuántica de Planck. Se llama trabajo de extracción a la energía mínima que deben tener los fotones de la radiación que provoca el efecto fotoeléctrico. Como resultado de ese balance Einstein propuso una ecuación.

DUALIDAD ONDA CORPUSCULO

Para explicar ciertos fenómenos de emisión y absorción de luz por materia, entre ellos el efecto fotoeléctrico, Einstein retomó la teoría corpuscular de la naturaleza de la luz. Supuso que la energía de la radiación electromagnética no era continua sino discreta, de modo que una onda electromagnética de frecuencia se podía considerar compuesta por corpúsculos que viajan a la velocidad de la luz, cada uno de los cuales posee una energía E=h·f y un momento lineal P=h/λ. A estos corpúsculos se le llama fotones. La teoría de Einstein no invalidó la teoría electromagnética de la luz introduciendo la dualidad onda corpúsculo admitiendo las cualidades ondulatorias y corpusculares. Cuando la luz interactúa con la materia se comporta como fotones con energía. Cuando se propaga o sufre difracción o interferencia, se comporta como una onda. De Broglie propuso que la materia también presenta la dualidad de forma que cualquier partícula tiene asociada una onda. La longitud de onda es pequeñísima y el carácter ondulatorio es microscópico.

INDETERMINACION DE HEISENBERG

Piensa que para determinar la posición del electrón tenemos que lanzar sobre él un fotón que provoca cambios en su posición y velocidad. Así nace el principio de incertidumbre que dice “No es posible determinar a la vez el valor exacto de la posición y el momento lineal de un objeto cuántico. La incertidumbre en la medida no está ocasionada por la precisión de los aparatos empleados sino que es debida a la propia naturaleza del electrón. El principio de complementariedad dice que un objeto cuántico actúa como una onda pero nunca exhibirá los dos aspectos de forma simultánea.

BOHR

El modelo de Bohr se basa en 3 postulados:

1. Los átomos están formados por un pequeño núcleo con protones siendo la mayor masa del átomo. Y por partículas que giran en órbitas que son electrones.
2. Para un electrón solo están permitidas las órbitas que cumplen la condición de que su momento angular es un momento entero de veces la cantidad de h/2π.
3. Los electrones pueden absorber o emitir energía en forma de radiación electromagnética que les lleva de una órbita permitida a otra más alejada del núcleo.

HECHOS QUE NO EXPLICA LA FISICA CLASICA

En el S XIX había fenómenos físicos inexplicables con la física clásica naciendo la física cuántica cuyo argumento es que la materia emitía y absorbía energía en forma de fotones. Cuando el hierro se calienta, cambia de color (brillante, rojo, blanco) a esto se le llama radiación térmica. Para estudiar esto Stefan con Boltzmann escriben su ley. WIEN estableció una fórmula para la ley de desplazamiento de esa radiación térmica.

LOS ESPECTROS ATOMICOS

El análisis de estas radiaciones emitidas constituye el espectro de emisión a través del espectroscopio de emisión. Para conseguir el espectro de absorción se ilumina una muestra con luz formada por un conjunto de radiaciones de frecuencia muy próxima y se analiza la luz que resulta. Para un elemento químico el espectro de absorción es complementario al espectro de emisión.

La INTERPRETACION DE PLANK

Max Plank decía que en la materia existen osciladores que vibran con determinadas frecuencias absorbiendo y emitiendo ondas electromagnéticas. Cada oscilador puede absorber o emitir energía que sea un múltiplo entero de su energía básica proporcional a la frecuencia de oscilación. Cuando el oscilador pasa de un estado cuántico a otro absorbe o emite energía que resulta de la diferencia entre ellos, es un número de veces la energía básica. Ésto se llama fotón.