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EFECTO FOTOELÉCTRICO
(MARÍA SUÁREZ FONTENLA)
La emisión de electrones por metales iluminados con luz de determinada frecuencia
fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. El proceso por el cual se
liberan electrones de un material por la acción de la radiación se denomina efecto
fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica. Sus características esenciales son:
 Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación
electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más
intensa que sea la radiación.
 La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la
radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía
disponible para liberar electrones.
Los fotones del haz de luz tienen una energía característica determinada por la
frecuencia de la luz. En el proceso de fotoemisión, si un electrón absorbe la energía de
un fotón y éste último tiene más energía que la función trabajo, el electrón es arrancado
del material.Los electrones pueden absorber energía de los fotones cuando son
irradiados, pero siguiendo un principio de "todo o nada". Toda la energía de un fotón
debe ser absorbida y utilizada para liberar un electrón de un enlace atómico, o sino la
energía es re-emitida. Si la energía del fotón es absorbida, una parte libera al electrón
del átomo y el resto contribuye a la energía cinética del electrón como una partícula
libre.
En 1905, Albert Einstein (1879-1955) ofreció una sugerente explicación del efecto
fotoeléctrico. Según Einstein, la radiación electromagnética está formada por partículas,
a las que llamó fotones, cuya energía sería proporcional a la frecuencia de la onda
asociada. De este modo, el intercambio de energía entre la radiación y la materia sólo
sería posible en valores múltiplos de un cuanto elemental, como el traspaso de un
número entero de fotones. Entonces:
 Al incidir la onda sobre la superficie metálica, un electrón en reposo absorbe un
fotón de energía Ef = hn, siendo n la frecuencia de la onda y h la constante de
Planck.
 Si W es la energía necesaria para extraer al electrón de la superficie metálica,
este escaparía de la misma con una energía cinética Ec = hn - W.
De esta forma se explican satisfactoriamente las propiedades del efecto fotoeléctrico:
 La energía cinética máxima obtenida depende solo de la frecuencia de la
radiación incidente, pero no de su intensidad. En cambio, el numero de
electrones emitidos es función de la cantidad de fotones incidentes (es decir, de
la intensidad de la radiación).
 La emisión de electrones es instantánea, como la transferencia de energía fotónelectrón.
Además, Einstein estableció que para que se produzca el efecto fotoeléctrico es
necesario superar un valor umbral de frecuencia de la radiación, sea cual sea su
intensidad:
Figura. Explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico. Un fotón de la
radiación es absorbido por un electrón de un átomo y como consecuencia es
despedido.
Einstein explicó este fenómeno como la colisión de dos partículas: el fotón y
el electrón del átomo.
Bibliografía
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/fotoelectrico/fotoelectrico.htm#Descripción
http://www.geocities.com/Athens/Agora/5115/info.htm
http://bibdig.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/19/htm/sec_12.htm
http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/efecfoto.htm
http://www.hiru.com/es/fisika/fisika_05900.html