Efecto Fotoeléctrico: actividades con un applet

Lee las instrucciones para el applet y realiza estas actividades

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 que consiste en una resistencia variable unida a una fuente de alimentación (batería o pila). Con él se pueden obtener todos los voltajes desde el máximo de la batería hasta cero.

 

Tenemos:

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,

aparatos de medida: un voltímetro (azul), que mide el voltaje entre el ánodo y el cátodo, y un amperímetro (rojo), que 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. Cuando se produce el potencial de corte (variando 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 con el applet:

1.- Comienza eligiendo un material, por ejemplo Cs. Elige distintas luces para iluminarlo, empieza por las de menor energía (amarilla) y sigue hasta la luz ultravioleta. En cada caso prueba qué potencial de corte se requiere para que no puedan cruzar los electrones extraídos.

Nota: 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 ultravioleta que para luz amarilla?

2.- Observa que el valor del trabajo de extracción es una 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).

Ec  =  h f   –   W

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