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Física Electrónica – UTN FRA
- Comprobar la existencia del efecto fotoeléctrico.
- Verificar la ecuación de Einstein.
- Determinar la constante de Planck experimentalmente.
- El efecto fue observado por Hertz (1887) y Hallwachs (1888), y explicado por Einstein en 1905.
- La luz se comporta como partículas llamadas fotones, con energía ( E = hf ).
- Un fotón transfiere toda su energía a un solo electrón o a ninguno (proceso "todo o nada").
- La energía del fotón se reparte entre el trabajo de extracción ( W ) y la energía cinética ( E_c ) del electrón.
$( E_f = h \cdot f )$ $( hf = W + E_c )$ $( U_0 = \frac{h}{q}f - U_a )$
- Fuente de luz: lámpara de vapor de mercurio.
- Fotocélula: cátodo de potasio y ánodo de platino.
- Mediciones: corriente fotoeléctrica ( i ), potencial de frenado ( U ), frecuencia ( f ).
- Amplificador de transresistencia para medir corrientes débiles.
- Filtros para seleccionar frecuencias discretas (amarillo, verde, violeta).
| Fuente de luz | Fotoelectrones |
|---|---|
| Intensidad (I) | Corriente fotoeléctrica (i) |
| Frecuencia (f) | Energía cinética máxima (Ec) |
- Existe una frecuencia umbral ( f_0 ) para cada material.
-
$( i = f(I) )$ : la corriente depende de la intensidad. -
$( E_c \neq f(I) )$ : la energía cinética no depende de la intensidad. -
$( E_c = f(f) )$ : la energía cinética depende de la frecuencia. - El retardo en la emisión es casi instantáneo (∼1 ns).
- Se usan filtros para variar la frecuencia.
- Se ajusta el potencial de frenado con un reóstato.
- Se utiliza una Notebook Jupyter para registrar los datos y una simulación Java (PHET Colorado).
- Serway – Física para la Ciencia y la Ingeniería, Vol 2, Cap. 40.2
- Leybold – Determining Planck’s Constant
- Phywe – Quantum of Action from Photoelectric Effect
- Melissinos – Experiments in Modern Physics
- www.universoeinstein.com.ar