El efecto fotoeléctrico es un fenómeno de la física, reacciona con emisiones de electrones en un determinado material a frecuencias específicas.
El efecto fotoeléctrico ocurre cuando un material recibe emisiones de electrones y luego se ilumina cuando se expone a la radiación electromagnética .
En otras palabras, los fotoelectrones están formados por frecuencias específicas de electrones, distribuidos fuera de este material, que generalmente es metálico.
De esta manera, conozcamos un poco más sobre el efecto fotoeléctrico, su descubrimiento y formas de aplicación.
Además, este fenómeno de la física ayudó a Einstein a desentrañar acertijos, impulsó a Max Planck en sus teorías y reveló los estudios de Heinrich Hertz.
Descubrimiento del efecto fotoeléctrico
El físico alemán Heinrich Hertz (1857-1894) descubrió el efecto fotoeléctrico. Observó que las láminas metálicas producían chispas cuando entraban en contacto con la luz ultravioleta .
Sin embargo, la teoría de Hertz solo fue presentada en 1905 por Albert Einstein.
Sobre todo, la energía cinética de los electrones no dependía de la intensidad de la luz incidente . En este sentido, Einstein demostró que un único fotón era el responsable de la eyección de cada electrón.
Esto se debe a que una partícula de luz tiene suficiente frecuencia para transferir energía a los electrones hasta que salen del material.
Einstein se inspiró en las ideas de Max Planck, ya que creía que la luz que irradiaba un cuerpo negro estaba cuantizada, de tal forma que tenía pequeños paquetes de energía.
Así, esta teoría se aplicó a las ondas electromagnéticas, resolviendo el enigma del efecto fotoeléctrico. Es decir, Einstein y Max ganaron el Premio Nobel de Física por sus teorías sobre la comprensión de la luz.
Puesto de trabajo
En resumen, el efecto fotoeléctrico funciona con pequeños paquetes de luz, estos transfieren energía a los electrones.
Estos electrones luego son expulsados de un material, después de haber sido expuestos a una cierta frecuencia de radiación electromagnética .
Si esta cantidad es suficiente, los electrones se extraen del material, formando una corriente de fotoelectrones.
Sin embargo, existe una frecuencia mínima llamada función de trabajo , que es la encargada de arrancar los electrones y generar el efecto fotoeléctrico. La siguiente ecuación calcula la energía de un solo fotón de frecuencia f:
E = hf
Dónde,
E: energía del fotón
h: constante de proporcionalidad (constante de Planck: 6,63 . 10-34 Js)
f: frecuencia del fotón
En el Sistema Internacional (SI), la energía del fotón se calcula en Joules (J) y la frecuencia en Hertz (Hz).
De esta forma, la energía cinética adquirida tras el impacto de un fotón viene determinada por la diferencia de la energía del fotón con la función trabajo (Φ):
Y electrón = hf – Φ
La característica de cada material es la función de trabajo, que depende de la unión de electrones en el material del efecto fotoeléctrico. Para esto, existe una tabla con valores de funciones de trabajo para algunos metales, en unidades de eV (electronvoltios – cada eV equivale a 1.6.10-19 J):
- sodio: 2,28;
- cobalto: 3,90;
- Aluminio: 4,08;
- Cobre: 4,70
Aplicaciones del efecto fotoeléctrico
La energía luminosa del efecto fotoeléctrico se transforma en corriente eléctrica. Así, es posible realizar aplicaciones en diversos objetos y sistemas, tales como: televisores LCD y de plasma, paneles solares , iluminación urbana, sistemas de alarma, puertas automáticas y dispositivos de control de metro.
Más aún, el efecto Compton también está relacionado con este fenómeno, ya que se produce en la disminución de energía de un fotón cuando entra en contacto con un material.
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