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EFECTO FOTOELÉCTRICO: ACTIVIDADES

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Lee las instrucciones o realiza a estas actividades con el applet


Applet de Walter Fendt: http://home.a-city.de/walter.fendt/physengl/photoeffect.htm © Walter Fendt, February 20, 2000


Instrucciones para el manejo del applet

En este applet puedes elegir el material del cátodo, la frecuencia de la luz con la que lo iluminas y variar el potencial de corte para frenar los electrones extraídos. NO PUEDES variar la intensidad de la iluminación.

El potencial de corte se varía mediante un potenciómetro: mediante una resistencia variable unida a una resistencia se pueden obtener todos los voltajes desde el que marca la pila hasta cero.

 potenciometro

Tienes: un arco voltaico que produce la luz blanca; un filtro que define que color pasa (define una línea espectral) y llega a la célula; una lente que concentra la luz en el cátodo; un potenciómetro que permite variar el voltaje de frenado (en realidad este voltaje hará más positivo el "ánodo" y logrará que retornen a él los electrones extraídos por los fotones; un circuito exterior y aparatos de medida: Voltímetro (azul) -mide voltaje entre ánodo y cátodo- y Amperímetro (rojo) -mide el paso de los electrones que logran cruzar la célula-.

En la parte inferior izquierda puedes ver un diagrama que representa el potencial frente a la frecuencia y cuando se produce el potencial de corte (varíando el voltaje de frenado para una frecuencia dada) se dibuja un punto (f, V), para cada frecuencia. (Tera=10 12 ;THz=Tera hercios).

Con el valor de la ordenada en el origen (corte de la recta con el eje "y") puedes hallar el trabajo de extracción del electrón.


Actividades:

1.- Comienza eligiendo un material -Cs, por ejemplo-. Elige distintas luces para iluminarlo, empieza por las de menor energía (amarilla) y sigue hasta la ultravioleta. En cada caso prueba que potencial de corte requieres.

-¡Ojo, al aumentar los voltajes de frenado el "cátodo" se vuelva cada vez más positivo hasta que logra retener a todos los electrones extraídos. ¿Se requiere mayor potencial de frenado para luz ultarvioleta que para luz amarilla?

2.-Observa que el valor del trabajo de extracción es un constante para cada metal .

3.-Observa que la energía del fotón depende del tipo de luz incidente.

4.- La energía cinética del electrón saliente depende de la luz que lo ilumina y de su ligazón dentro del metal (trabajo de extracción).

Ecin  =  h f   –   W
4.-Traza la recta de los potenciales de corte hasta obtener una recta semejante a la de esta figura.
Observa que al estar menos ligados los electrones del Cs que los del potasio (los electrones externos del Cs están mas lejos del núcleo que los del K), salen con más energía cinética y por tanto debemos comunicarle más potencial de corte al Cs (los dos metales se han iluminado con la misma luz).

5.- En la gráfica que resulta, midiendo la pendiente de la recta, se puede hallar la constante de Plank (h)
6.- Fíjate en el trabajo de extracción que aparece en el panel cuando elijes un material y verás que coincide con el valor de corte de la recta con el eje de las "y". Para el Cs=2,1 e.v. A partir del valor de corte del eje "y" se puede hallar el trabajo de extracción (trabajo de extracción (Cs)= f=V· e=2,1e.v=2,2· 1,6·10 -19 J
7.-También puedes comparar las rectas que resultan para diferentes materiales.

graf_plank