Efecto fotoeléctrico / Dualidad onda-partícula

4. Estudio del efecto fotoeléctrico

4.2. Energía de los electrones emitidos

Para medir la energía de los electrones más rápidos se usa el siguiente dispositivo:

La fuente variable crea entre los electrodos un campo eléctrico. El campo eléctrico ejerce sobre los electrones emitidos una fuerza eléctrica con sentido opuesto al campo. Por tanto, los electrones emitidos son frenados por la fuerza eléctrica. Para poder determinar el potencial de frenado, V₀ , se va cambiando la diferencia de potencial en la fuente variable hasta que no se detecte corriente en el amperímetro. De esta forma, la fuerza eléctrica detiene por completo a los electrones, que nunca van a llegar el electrodo colector. Este potencial de frenado es medido con un voltímetro conectado en los extremos de las placas.

Sabiendo que la energía cinética es y que su variación es el trabajo realizado por la fuerza eléctrica para frenar las cargas. (Teorema del trabajo y la variación de energía cinética).

Debido a que los electrones son detenidos, la energía cinética final es 0 J:

Por lo tanto,  la energía cinética inicial de los electrones va a ser igual al valor absoluto del trabajo realizado por la fuerza eléctrica para detenerlos:

Recordando que el concepto de diferencia de potencial o voltaje y expresándolo para el voltaje de frenado:

Si se considera que los electrones más energéticos se frenan completamente justo antes de llegar al electrodo colector se puede tomar:

De esta forma es posible determinar la energía cinética máxima de los fotoelectrones:

Recordar que: