INTRODUCCIÓN
Motivación:
¿Te has parado a pensar por qué cuando la puerta del ascensor de tu bloque se esta cerrando, y alguien entra apresuradamente, las puertas se vuelven a abrir? Lo mismo ocurre con las puertas de los supermercados, comercios o centros comerciales. También se puede observar un automatismo similar en algunas escaleras mecánicas. Probablemente sepas que, por ejemplo, el ascensor tiene un sensor que detecta cuando una persona entra o sale, pero ¿sabes cómo funciona?Este tipo de sensores se les denomina sensores fotoeléctricos y reciben el nombre de uno de los elementos que lo conforma, una célula fotoeléctrica, que a su vez toma prestado el nombre del fenómeno físico que en ella acontece y que tú estas a punto de descubrir por tí mismo: el efecto fotoeléctrico. Pero antes, hagamos un poco de memoria y echemos la vista atrás.
Resumen de la sesion anterior:
A finales del siglo XIX aparecieron algunos fenómenos físicos experimentales que pusieron en duda las leyes clásicas aplicadas a la interacción entre a radiación electromagnética y la materia. Tres de estos fenómenos fueron claves para el desarrollo de la denominada revlución cuántica: la radiación del cuerpo negro, los espectros atómicos y el efecto fotoeléctrico.
El físico alemán Max Planck (1858-1947) formuló la siguiente hipóstesis como punto de partida para intentar explicar la radiación del cuerpo negro:
- Los átomos que emiten la radiación se comportan como osciladores armónicos.
- Cada oscilador absorbe o emite energía de la radiación en una cantidad proporcional a su frecuencia de oscilación f:
,
donde es la constante de Planck.
Así, la energía total emitida o absorbida por cada oscilador atómico sólo puede tener un número entero n de porciones de energía :
Los paquetes de energía se llamaron cuantos, de manera que la energía de los osciladores está cuantizada y se dice que n es un número cuántico.
Al desarrollar esta hipótesis cuántica, Planck obtuvo una expresión que le permmitió reproducir la distribución de energía emitida por un cuerpo negro que había sido oibservada experimentalmente.
Introducción:
Conluyendo el siglo XIX, el físico alemán Heinrich Hertz (1857-1894) efectuó unos experimentos que confirmaron la existencia del espectro electromagnético. En el transcurso de estos experimentos observó un efecto que sería posteriormente utilizado por Einstein para contradecir otros aspectos de la teoría electromagnética clásica. En 1887, Hertz descubrió que al someter a la acción de la luz (visible o ultravoleta) determinadas superficies metálicas, éstas desprendían electrones. Este fenómeno se denomina efecto fotoeléctrico.
Ahora os pondreis en la piel del mismísimo Albert Einstein y vuestro trabajo será explicar el efecto fotoeléctrico por el que Einstein recibió el Premio Nobel, galardón de talla internacional que sólo se concede a personas que realicen una contribución notable a la humanidad. Además, trabajaremos una de sus múltiples aplicaciones.
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