Descripción

El efecto fotoeléctrico es un fenómeno físico que se caracteriza por la emisión de electrones, por lo general, desde una superficie de metal. Con este dispositivo es posible verificar la relación entre la energía de los electrones emitidos y la longitud de onda de la radiación incidente. En particular, es posible obtener un valor aproximado de la constante de Planck usando la explicación del efecto fotoeléctrico de Einstein: Los electrones se emiten cuando una radiación electromagnética incide sobre ciertas superficies metálicas, como por ejemplo, el cátodo de la celda fotoeléctrica presente en el aparato. Los electrones están dotados de una energía cinética K, por lo tanto son capaces de alcanzar el ánodo de la célula y dar lugar a una corriente débil. Según la ecuación de Einstein, esta energía cinética equivale a:

K = h f – Le

donde h es la constante de Planck, f es la frecuencia de la luz incidente y Le es el trabajo de extracción que, como su nombre lo indica, es la energía mínima de suministrar a los electrones para hacerlos salir del metal. Si aplicamos a la celda una tensión del signo adecuado, se crea un campo eléctrico capaz de frenar los electrones emitidos. Según el filtro utilizado, midiendo la tensión aplicada a la célula cuando la corriente que fluye en el circuito es cercana a cero, es posible derivar la constante de Planck. Además, con este dispositivo se puede comprobar la ley de la iluminancia: sobre una superficie es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la fuente.

K = e Vai

En esta condición, la tensión aplicada a la celda bloquea prácticamente todos los electrones, por esta razón se denomina potencial de interdicción V ai. En otras palabras, la energía cinética obtenida por los electrones, gracias al efecto fotoeléctrico es exactamente compensada con la energía del campo eléctrico aplicado. En este caso extremo, es válida la igualdad entre las dos expresiones anteriores:

h f – Le = e Vai donde

h= e Vai+Le/f

Son suficientes pues algunas medidas de tensión en correspondencia con diferentes filtros ópticos, -el aparato está dotado con cinco-, para conseguir la línea recta ilustrada a lado, cuya inclinación representa h/e.