Post on 23-Dec-2015
description
AMPLIACIÓN DE FÍSICA
Jhony Rodrigo da Silva
INFORME EFECTO FOTOELÉCTRICO
OBJETIVO
El objetivo de esta práctica es el estudio del efecto fotoeléctrico y la determinación de la
constante de Planck (h), así como de la función trabajo (W) y la frecuencia umbral (f). Lo
fenómeno fotoeléctrico es conocido como la expulsión de electrones provocado pela incidencia
de la radiación electromagnética sobre algún material.
TEORIA
En 1920 se realizaran pruebas que comprobaron que gran parte de los metales, al ser
sometidos a fuentes de irradiación, estos emiten electrones, a este evento se le denomino
efecto fotoeléctrico, y se ha visto que:
La emisión depende de la frecuencia de la luz, y para cada metal existe una frecuencia
crítica o umbral bajo la cual este es incapaz de liberar electrones (modelo cuántico).
Se ha observado que si la frecuencia de la radiación incidente superior al umbral de
liberación es incrementada, la energía de los electrones emitidos incrementa linealmente
(modelo mecánica clásica).
La energía cinética de lo electrón expulsado do metal es:
EC=EC0−φ=hν−φ
Donde, φ
es lo trabajo realizado para arrancar o electrón do metal. La energía cinética
máxima dos electrones emitidos es dada por:
ECmáx=eV 0=hν−φ
Donde la ECmáx
es la energía cinética máxima de los electrones, la cual se determina
midiendo el valor del voltaje V 0 (en voltios) para el cual la corriente se anula, obteniéndose
condiciones para las cuales ECmáx=eV 0 , con e=1,602 x10
−19
La frecuencia umbral, f, es el valor de la frecuencia de los fotones que solamente tienen
energía para romper los enlaces de los electrones de valencia siendo igual a:
f o=φ /h
Para
E=hf=hcλ
hf =hc
λ→ f = c
λ conc=3,0x 108m /s
RESULTADOS EXPERIMENTALES
Con el voltímetro en la escala de 2V medimos la corriente como presentada en la tabla
variando los filtros de λ conocida.
Tabla 1
Con la ecuación de Einstein para el efecto fotoeléctrico podremos obtener la constante
de Planck h y la función de trabajo W. Con lo ajuste de mínimos cuadrados presentado
obtenemos los valores con la Energía cinética máxima en función de la frecuencia.
λ (nm) (V 0±∆V 0 )V Frecuencia(hz) (Ecmzx+∆Ecmax )J
366 (1,73±0,001) 8,198 x1014 (2,768 x10−19±0,002 x10−19)
405 (1,421±0,001) 7,407 x1014 (2,274 x 10−19±0,002 x10−19)
436 (1,247±0,001) 6,880 x1014 (1,995 x10−19±0,002x 10−19)
546 (0,753±0,001) 5,494 x 1014 1,205 x10−19±0,002x 10−19 ¿
578 (0,623±0,01) 5,190 x1014 (9,968 x 10−20±0,160 x10−20)
Como se afirma en la teoría, la relación matemática se relaciona linealmente. Así, el
método de los mínimos cuadrados resulta que los valores para el coeficiente lineal e
intercepción recta, con sus respectivos errores son:
B=(−1,963 x10−19±0,005 x 10−19)
A=(5,736 x10−34±0,009 x10−34)
R2=0,99925446
Con la ecuacíon ECmáx=hν−φ tenemos que
y=ax+by=EC
máx
a=hx=vb=−φ
∴h=(5,736 x 10−34±0,009 x 10−34 )J . s
φ=(1 ,963 x10−19±0 ,005 x10−19) J
El error relativo de este resultado es de 13,29 % cuando comparado al valor teórico
h=6,62x 10−34 J . s
Conclusión
Cabe mencionar que el indicador R2=0,99925446 de la ecuación del grafico es
superior a 0,99, lo que demuestra tu comportamiento del tipo lineal. Con la pendiente
encontramos el valor de la constante de Planck con su debido error, siendo el error relativo de
13,29 % en relación al valor teórico. Conseguimos observar también la relación que existe entre
la energía de fotoelectrones con la intensidad y frecuencia de la luz.
BIBLIOGRAFIA
NUSSENZVEIG H. M., Curso de física Básica, Vol. 4, Ótica, Relatividade, física
Quântica, 4ta Edicion, Editora Blucher, 2011, São Paulo, Brasil.
RESNICK R., Halliday D., Krane K., Física, Vol. 2, 4ta Edición, Compañía Editorial
Continental, 2000, D.F., México. 2.
ARBOLEDAS, Inmaculada Alados. Curso de Fundamentos Físicos de la informática.
ARBOLEDAS, Inmaculada Alados. Experiencias de Laboratorio de Fundamentos
Físicos.
Página Web da disciplina.
http://www.labdid.if.usp.br/~estrutura
Melissinos, Experiments in Modern Physics