efecto fotoelectrico dlg

8/16/2019 Efecto Fotoelectrico Dlg

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Efecto Fotoeléctrico y el Fotón

Dra. Dinora M. León G.


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Introducciónal fotón

El experimento de rendija dobles realizado por

Thomas Young en 181! aporta pruebas

"idedignas de #ue la luz $isible es de

naturaleza ondulatoria.

Exhiben el "enómeno de la inter"eren%ia.

&e extiende en el espa%io %ara%teriz'ndose por

tener una $elo%idad de"inida ( masa nula.

https://es.wikipedia.org/wiki/Interferenciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Interferencia


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Introducción al Fotón

Existe otra propiedad de la luz #ue pare%e %ontrade%ir

#ue )) la luz es una onda ))

Esta "ormada por part*%ulas #ue pueden presentar

intera%%iones mu( lo%alizadas.

Las part*%ulas o%upan un lugar en el espa%io ( tiene

masa.


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Fotón

Es la part*%ula "undamental de las

mani"esta%iones %u'nti%as del "enómeno

ele%tromagn+ti%o.

Es la part*%ula portadora de todas las "ormasde radia%ión ele%tromagn+ti%a! in%lu(endo

ra(os gamma. ,a(os -! la luz ultra $ioleta

et%.


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Propiedades del

Fotón

o tiene masa /iaja %on una $elo%idad %onstante % &e %omporta %omo una onda en "enómenos %omo la

re"ra%%ión ! sin embargo se %omporta %omo unapart*%ula %uando intera%%iona %on la materia para

trans"erir una %antidad "ija de energ*a. /ida media estable o tiene antipart*%ula Tiene %arga el+%tri%a ( %olora nula


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La luz como fotón

Einstein en 10 bas'ndose en el trabajo de 2lan%3propuso #ue la energ*a E rela%ionada %on un "otón

esE 4 h" 4 h%5 6

En 1017 Einstein "ue mas all'! ( a %ada "otón le asignóun momento lineal de magnitud

p 4 h56En las e%ua%iones anteriores " ( 6 son

respe%ti$amente! la "re%uen%ia ( la longitud de ondade la luz in%idente! h es la %onstante de 2lan%3.

h 4 .9 x 1 :; s


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Emisión y

absorciónde fotones

Los "otones se emiten en mu%hos pro%esos naturales! porejemplo! %uando se a%elera una part*%ula %on %arga el+%tri%a!durante una transi%ión mole%ular! atómi%a o nu%lear a un ni$elde energ*a m's bajo! o %uando seani#uila una part*%ula %on su antipart*%ula.

Los "otones se absorben en los pro%esos de

re$ersión temporal #ue se %orresponden %on los (amen%ionados

http://es.wikipedia.org/wiki/Aniquilaci%C3%B3n_positr%C3%B3n-electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Simetr%C3%ADa-T&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Simetr%C3%ADa-T&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Aniquilaci%C3%B3n_positr%C3%B3n-electr%C3%B3n


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El efecto fotoeléctrico

&i dejamos #ue una luz

mono%rom'ti%a ini%iada

sobre una super"i%ie

met'li%a! los ele%trones

pueden ser arrojados

de ella.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Photoelectric_effect.png


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&i produ%imos una

di"eren%ia de poten%ial

ade%uada entre elemisor ( el re%eptor!

podemos re%oger los

ele%trones lanzados (

medirlos %omo una%orriente "otoel+%tri%a i

en el %ir%uito externo.


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&i el re%eptor esta en un poten%ialmas alto #ue el emisor ( ladi"eren%ia es bastante grande

la %orriente al%anza una%onstante

&i redu%imos a %ero la di"eren%ia!la %orriente el+%tri%a nodisminu(e a %ero. 2ero si in$ertimos el signo ( ladi"eren%ia es lo bastante

grande! in%lusi$e los ele%trones%on ma(or energ*a sonde$ueltos al emisor sin %ho%ar%on el re%eptor ( la %orrienteel+%tri%a respe%ti$amente seredu%e a %ero. El modulo deesta di"eren%ia de poten%ial

negati$a re%ibe el nombre depoten%ial de "renado.


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?uando @$ es negati$a! los ele%trones pierden energ*a%in+ti%a ( ad#uieren energ*a poten%ial al pasar del

emisor el re%eptor el %ambio de energ*a poten%ial en ellos es @u4 #@$4

;e@$! es una %antidad positi$a %uando @$ esnegati$a .

Los ele%trones %on ma(or energ*a poseen energ*a

%in+ti%a Amax.El poten%ial de "renado %orresponde a la m'xima

di"eren%ia de poten%ial ne%esaria para #ue pierdantoda su energ*a %in+ti%a.

La %onser$a%ión de energ*a B@u4 ; @$C nos da

enton%es e/o 4 Amax Be4; 1. x 1:;10 ?C


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l %omparar las %ur$as a( b se ad$ierte el

primero de los treshe%hos .

1; &i la luz dedeterminada longitud

de onda in%ide sobreun emisor! el poten%ialde "renado no dependede la intensidad


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La grafica representa elpotencial de frenado enfunción de la frecuencia,

con lo cual llegamos alsegundo hecho.

2 La frecuencia de la luz !ueincide sobre un emisordebe ser mayor !ue la decierto "alor fo. En caso

contrario no se producir#el efecto fotoeléctrico.

Esta frecuencia de corte fosolo depende de lamateria del material decual esta hecho el emisor


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El efecto

fotoeléctrico

La ter%era ( ltima es #ue los ele%trones se

emiten de inmediato una $ez #ue la luzin%idente llega a la super"i%ie del emisor.

Experimentalmente esta probado #ue es un

lapso aproximado de . 1s


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$n#lisis del efecto fotoeléctrico de

Einstein

Einstein demostró #ue el "otón expli%aba los treshe%hos antes men%ionados. Y es%ribió la siguiente

e%ua%ión! %ono%ida ho( %omo la e%ua%ión deEinsteinF

E4 h$4h%564 e/o H

Esta e%ua%ión indi%a #ue la energ*a de un "otón

in%idente es igual a la energ*a %in+ti%a del"otoele%trón expulsado menos la energ*a ne%esariapara expulsar el "otoele%trón de la super"i%ie #ue seirradia.

h 4 ?onstante de 2lan%3 4 .9= x 1:;s


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Efecto fotoeléctrico

en la actualidad

El e"e%to "otoel+%tri%o es la base de la produ%%ión deenerg*a el+%tri%a por radia%ión solar ( del apro$e%hamiento

energ+ti%o de la energ*a solar .&e utiliza tambi+n para la "abri%a%ión de %+lulas utilizadas en los

dete%tores de llama de las %alderas de las grandes %entralestermoel+%tri%as.

Este e"e%to es tambi+n el prin%ipio de "un%ionamiento de lossensores utilizados en las %'maras digitales.

Tambi+n se utiliza en diodos "otosensibles tales %omo los #ue seutilizan en las %+lulas "oto$oltai%as ( en ele%tros%opios oele%trómetros.

En la a%tualidad los materiales "otosensibles m's utilizados son!aparte de los deri$ados del %obre Bahora en menor usoC! el

sili%io! #ue produ%e %orrientes el+%tri%as ma(ores.

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_fotovoltaicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Diodohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C3%A9lulas_fotovoltaicas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopiohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C3%A9lulas_fotovoltaicas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Diodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_fotovoltaica


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%ecnolog&a y usos

de la energ&a solar

?lasi"i%a%ión por te%nolog*as ( su %orrespondienteuso m's generalF

Energ*a solar pasi$aF pro$e%ha el %alor del sol sinne%esidad de me%anismos o sistemas me%'ni%os.

Energ*a solar t+rmi%aF 2ara produ%ir agua %alientede baja temperatura para uso sanitario (%ale"a%%ión.

Energ*a solar "oto$oltai%aF 2ara produ%ir ele%tri%idadmediante pla%as de semi%ondu%tores #ue se alteran

%on la radia%ión solar.

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_pasivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_pasiva


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Energ*a solar "oto$oltai%a

&e denomina energ*a solar "oto$oltai%a a una "orma deobten%ión de energ*a el+%tri%a a tra$+s de paneles

"oto$oltai%os.Los paneles! módulos o %ole%tores "oto$oltai%os est'n

"ormados por dispositi$os semi%ondu%tores tipodiodo #ue! al re%ibir radia%ión solar! se ex%itan (

pro$o%an saltos ele%tróni%os! generando unape#ueIa di"eren%ia de poten%ial en sus extremos. Ela%oplamiento en serie de $arios de estos "otodiodospermite la obten%ión de $oltajes ma(ores en%on"igura%iones mu( sen%illas ( aptas para alimentar

pe#ueIos dispositi$os ele%tróni%os.


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efecto fotoelectrico dlg

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