Title: El efecto fotoeléctrico: exploración
Course: Física - 1º B.D. > Section: ¿La luz es onda o partícula?

Usaremos la simulación del experimento del efecto fotoeléctrico (el simulador tarda un poco en comenzar).

La imagen a continuación te indica las diferentes partes del simulador:

Recuerda que la energía cinética del electrón se puede determinar:

siendo:

- h, la constante de Planck,
- f, es la frecuencia de la radiación que se relaciona con la longitud de onda: longitud de onda es igual a c/f (velocidad de la luz en el vacío dividido la frecuencia).
- Φ, es la energía necesaria para extraer el electrón de la red metálica. En la tabla a continuación se muestran los valores para los metales que aparecen en el simulador.

El eV (electrón voltio) es una unidad de energía la conversión a J (joule) es: 1 J = 6,24 x 10^18 eV

Consigna de trabajo

Ingresa al simulador y realiza las siguientes acciones:

1. Despliega los gráficos "Corriente vs intensidad lumínica" y "Energía del electrón vs frecuencia de la luz" .

2. Luego fija la longitud de onda en 400 nm y que el metal emisor sea el sodio.

3. Modifica la intensidad luminosa de 0 a 100 % y compara las intensidades de corriente en cada caso, el voltaje en la batería y la energía de los electrones. Registra en el cuaderno tus observaciones y realiza un bosquejo de los gráficos.

4. Deja la intensidad luminosa en 100 % y modifica el valor de la longitud de onda de la radiación, moviendo el cursor desde el infrarrojo, pasando por los colores de la luz visible y que incluyan valores el ultravioleta. Anota algunos valores de intensidad de corriente, el voltaje en la batería y bosqueja el gráfico de la energía de los electrones versus la frecuencia.

5. Para la longitud de onda en 200 nm. Determina la energía de los fotones incidentes en el emisor:

Recuerda que: h = 6,63 x 10^-34 J.s y c = 3,0 x 10^8 m/s y que λ es la longitud de onda que en el simulador está en nm (nanometros). La conversión de nm a m es: 1 nm = 1 x 10^-9 m.

6. Realiza la conversión de las energías de extracción de los electrones de eV a J. Completa la siguiente tabla:

7. Con el valor de la energía de los fotones y la energía de extracción del electrón de cada metal, evalúa para qué metales de la tabla se producirá el efecto fotoeléctrico. Recuerda que para que el electrón sea extraído de la red metálica necesita una energía mínima (energía de extracción). Si la energía del fotón es menor a la energía de extracción del electrón, no habrá efecto fotoeléctrico, pero si esta energía es superada el electrón será extraído y además tendrá energía cinética (se moverá).

8. Vuelve al simulador y fijando el valor de la intensidad en 100 % y la longitud de onda en 200 nm, cambia el metal emisor y revisa si tus conclusiones del punto 7. son ciertas.

Escribe todas las observaciones en un archivo de texto y súbelo a la tarea.