Teoría cuántica y el efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico conduce al establecimientode la teoría dual de la luz. Los electrones emitidos como resultado de laluz incidente no podrían explicarse en términos de la teoría electromagnética existente.

Max Planck postulo que la energía electromagnética es absorbida o emitida en paquetes discretos, conocidos comocuantos. La energía de dichos cuantos, o fotones, es proporcional a la frecuencia de la radiación.La ecuación de Planck se puede escribir como sigue:

E = h f donde h es la constante de

proporcionalidad conocida como constante de Planck. Su valor es

h = 6.63 X 10-34 J • sf = frecuencia

Einstein uso la ecuación de Planck para explicar el efecto

fotoeléctrico. En su razonamientosupuso que si la luz es emitida en forma de fotones de energía hf,

también debepropagarse como fotones.

Cuando un cuanto de luz incide en una superficie metálica, tiene

una energía igual a hf. Si toda esta energía se transfiere a un solo

electrón, cabria esperarque el electrón saliera despedido el

metal con una energía hf. Sin embargo, es necesario emplear

por lo menos una cantidad de energía W para expulsar el electrón del metal.

El terminoW se llama función de trabajo de

la superficie. Por tanto, el electrón proyectado sale con unaenergia cinética máxima

representada porEK = (½)mv^2(max) = hf - w

Esta es la ecuación fotoeléctrica de Einstein.

A medida que la frecuencia de la luz incidente varia, la energía máxima del electrón emitido

cambia. La frecuencia mas baja f0 a la que el electrón es emitido se

presenta cuando

Ek = 0. En este caso,f0 = w/h y w = hc/t0

La cantidad f0 se llama frecuencia de umbral.

t0 =longitud de onda de umbral t = Energía de la luz

Problema.

Se necesita luz de 650 nm de longitud de onda para expulsar electrones de una superficie metálica. .Cual es la energía cinética de los electrones emitidos si la superficie es bombardeadacon luz de longitud de onda de 450 nm?

Formulas

La luz y sus colores y temperatura

http://sdo.gsfc.nasa.gov/

http://www.astrored.org/