Efecto Fotoeléctrico "Cine 16 mm. 1961" -UIS 1979-

Summary

Este video presenta una demostración sobre el efecto fotoeléctrico por el profesor Johnson de la Universidad de John Hopkins. Explica cómo diferentes metales, como magnesio y potasio, emiten electrones cuando son expuestos a luz de diversas frecuencias, como el ultravioleta y la luz visible. A lo largo del experimento, se utilizan distintos filtros y condiciones, revelando la relación entre la energía de los electrones emitidos y la frecuencia de la luz. Además, se destaca la importancia de la constante de Planck, que demuestra que la luz viaja en paquetes llamados fotones.

Takeaways

• 🔬 El efecto fotoeléctrico fue descubierto por Heinrich Hertz en 1886, y se refiere a cómo las radiaciones afectan a una descarga eléctrica.
• 🌞 Se utiliza radiación obtenida de un arco de carbón para demostrar el efecto fotoeléctrico, usando un espejo cóncavo para enfocar la radiación sobre una placa de magnesio.
• 💡 La radiación provoca que la placa de magnesio emita electrones cuando está iluminada, lo que se manifiesta como una chispa en un electroscopio.
• 🏗️ El experimento se repite usando luz natural y un electroscopio simple para observar el efecto fotoeléctrico con diferentes materiales como el vidrio y el magnesio.
• 🔭 Se demuestra que la luz ultravioleta es la responsable del efecto fotoeléctrico al usar un filtro que bloquea la luz ultravioleta y se observa que el electroscopio deja de descargarse.
• 🧪 Experimentos adicionales se realizan con otros metales, como el potasio, para probar si el efecto fotoeléctrico ocurre en el vacío y se evita la ionización del aire.
• 🌌 Se establece que la energía de los electrones emitidos por la luz no depende de la intensidad de la luz sino de la frecuencia de la luz, lo que se demuestra con un potencial retardador.
• 📊 Los datos obtenidos en los experimentos muestran una relación lineal entre la energía de los electrones y la frecuencia de la luz, lo que se conoce como la ecuación de Einstein para la fotoelectricidad.
• 🚀 La constante de Planck se introduce como la pendiente de la línea recta en la gráfica energía vs. frecuencia, y es una constante universal que se aplica a todos los metales.
• 🌐 La teoría cuántica es la única que puede explicar la energía de los electrones emitidos por la luz y la existencia de los fotones, que son paquetes de energía de luz.

Q & A

¿Qué fenómeno fue descubierto por Hertz en 1886?

El fenómeno descubierto por Hertz en 1886 es el efecto fotoeléctrico, que se refiere a la emisión de electrones por una superficie metalica cuando es sometida a radiación.

¿De qué manera se obtuvo la radiación en el experimento?

La radiación se obtuvo de un arco de carbón y fue enfocada a una placa de magnesio usando un espejo cóncavo.

¿Qué sucedió cuando se quitó la placa de magnesio durante el experimento?

Cuando se quitó la placa de magnesio, se observó una chispa, lo que indicaba que la radiación estaba provocando la emisión de electrones y, por lo tanto, un flujo de corriente.

¿Qué otros experimentos se mencionan que se realizaron con la luz natural en lugar del arco de carbón?

Se menciona el uso de luz natural y un electroscopio simple para demostrar el efecto fotoeléctrico, así como el uso de una placa de vidrio para proteger la aguja del electroscopio del viento y descargas eléctricas.

¿Cómo se protegió la placa de vidrio del electroscopio durante el experimento?

La placa de vidrio se enrolló con alambres para escudarla de cualquier descarga eléctrica que pudiera haber sobre la placa, y los alambres estaban conectados a la lata del electroscopio.

¿Qué metales se usaron en los experimentos y cuál fue su comportamiento ante la luz ultravioleta?

Se usaron magnesio y potasio. El magnesio emitió cargas negativas en respuesta a la luz ultravioleta, mientras que el potasio mostró un efecto fotoeléctrico tanto para la luz ultravioleta como para la luz visible.

¿Qué es la región ultravioleta y cómo se relaciona con el efecto fotoeléctrico?

La región ultravioleta es una parte del espectro electromagnetico que está más allá del violeta visible para el ojo humano. En el contexto del efecto fotoeléctrico, la luz ultravioleta es capaz de provocar la emisión de electrones de la superficie de ciertos metales como el magnesio.

¿Cómo se demostró que el efecto fotoeléctrico no era solo debido a la ionización del aire?

Se demostró al realizar el experimento con potasio en el vacío, lo que eliminó la presencia de aire y, por lo tanto, la posibilidad de ionización del aire influyendo en el efecto observado.

¿Qué dispositivo se usó para medir la energía de los electrones emitidos por el potasio?

Se usó un microamperímetro para medir la corriente de electrones emitidos por el potasio y un potencial retardador para medir la energía de los electrones.

¿Qué conclusión se puede sacar de los experimentos con la lámpara de vapor de mercurio y los filtros de color?

Se observó que la energía de los electrones emitidos por la luz varía con la frecuencia de la luz y que la relación entre la energía de los electrones y la frecuencia de la luz es directa y proporcional, lo que se conoce como la ley de la fotoelectricidad de Einstein.

¿Qué es la constante de Planck y cómo se relaciona con el efecto fotoeléctrico?

La constante de Planck es una constante universal que relaciona la energía de un fotón con su frecuencia. En el efecto fotoeléctrico, esta constante se utiliza para calcular la energía mínima que la luz debe tener para provocar la emisión de electrones de un metal dado.