ENSAYO SOBRE EL EFECTO FOTOELÉCTRICO SU DESCRIPCIÓN FÍSICA Y SUS APLICACIONES EN LA CIENCIA LA TECNOLOGÍA.

EL EFECTO FOTOELÉCTRICO Y SUS APLICACIONES

DANILO ANDREY DUARTE CHINCHILLA

COD. 171292

Profesor:

EDGAR ANTONIO SANCHEZ ORTIZ

Magíster en educación con especialización en física

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

INGENIERIA CIVIL

ONDAS Y PARTÍCULAS

2015

EL EFECTO FOTOELÉCTRICO Y SUS APLICACIONES

A mediados del siglo XX se descubre el efecto fotoeléctrico, siendo de gran utilidad en muchas de las aplicaciones para el funcionamiento de nuestros aparatos electrónicos. En el presente ensayo se dará a a conocer su descripción física y algunas de sus principales aplicaciones prácticas en la ciencia y la tecnología. A menudo Einstein es considerado el padre de la física moderna y uno de los intelectuales más prolíficos de la historia de la humanidad. Recibió el Premio Nobel de 1921 en física "por sus servicios a la física teórica y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico".

Todo comenzó cuando Heinrich Hertz establece básicamente que electrones de una superficie metálica pueden escapar si obtienen la energía suficiente proporcionada por luz de longitud de onda lo suficientemente corta. Otros que estudiaron tal efecto años después fueron Hallwachs, J. Thomson y P. Lenard. Posteriormente en 1905, Einstein lo define como un haz de luz se compone de paquetes de energía llamados fotones.

Definiendo ahora el efecto fotoeléctrico se dice que, es la emisión o liberación de electrones de una superficie de un metal cuando esta es sometida a la acción de radiaciones de la luz (visible, infrarroja, ultravioleta). De forma experimental consiste de dos placas metálicas paralelas dentro de una botella a la que se le ha practicado vacío. Estas placas son conectadas a un amperímetro y a una batería con un potenciómetro que permite no sólo variar el potencial entre las placas sino además su signo. El experimento se lleva a cabo iluminando la superficie del cátodo (emisor), y como resultado se mide una pequeña corriente eléctrica en el amperímetro.

Las principales y más importantes características del efecto fotoeléctrico son:

La corriente fotoeléctrica de saturación (La tasa de emisión de electrones) es directamente proporcional  al flujo luminoso incidente (intensidad de la luz).

Independientemente de la intensidad de la luz el efecto fotoeléctrico  comienza sólo con frecuencia mínima determinada (para el metal dado) de la luz que se denomina frecuencia de corte o umbral.

La energía de los electrones expulsados es independiente de la intensidad de luz.

La velocidad de los fotoelectrones crece con el aumento de la frecuencia de la luz incidente y no depende de su intensidad.

Cuando el fotón choca contra un electrón en la superficie de un metal, el fotón le puede transmitir energía al electrón, con la cual puede este escapar de la superficie del metal.

El efecto fotoeléctrico permitió la comprensión la naturaleza de la luz, Sin embargo el valor de este se reflejó en el cine hablado ya que el audio que escuchamos es producido por señales eléctricas que son provocadas por los cambios de intensidad de la luz al pasar por la pista sonora que viene en la cinta cinematográfica así como en la televisión con la transmisión de imágenes animadas. El empleo de aparatos fotoeléctricos permitió construir maquinarias capaces de producir piezas sin intervención alguna del hombre. Las agrupaciones de sensores se aplican al reconocimiento de formas, manipulación de papes (fotocopias), lectoras de tarjetas codificadas. Los dispositivos cuyo funcionamiento se asienta en el aprovechamiento del efecto fotoeléctrico, controlan el tamaño de las piezas mejor de lo que podría hacerlo cualquier operario, dispositivos que gobiernan los tiempos de exposición, permitiendo encender y apagar automáticamente la iluminación de calles con en el alumbrado público, Cámaras, en detectores de movimiento, como regulador de la cantidad de tóneres en las máquinas copiadoras; en las celdas solares, en satélites, calculadoras, semáforos de tráfico, puertas automáticas, los ascensores, relojes y alarmas antirrobo e incluso los alcoholímetros.

En el caso del aprovechamiento de la energía eléctrica por radiación solar , el efecto fotoeléctrico se utiliza para la fabricación de células utilizadas en los detectores de llama de las calderas de las grandes centrales termoeléctricas. Este efecto es también el principio de funcionamiento de los sensores utilizados en las cámaras digitales. También se utiliza en diodos fotosensibles tales como los que se utilizan en las células fotovoltaicas y en electroscopios o electrómetros.

Desde un punto de vista más amplio los fotodiodos se emplean no solo en comunicaciones ópticas y fotómetros, sino también para control de iluminación y brillo, control remoto por infrarrojos, monitorización de llamas de gas y de petróleo enfoque automático y control de exposición en cámaras. Combinados con una fuente de luz, se emplean en codificadores de posición, medidas de distancia, espesor, transparencia y posición, como detectores de proximidad y de presencia.

En síntesis el efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones en la superficie de un metal alcalino cuando inciden sobre él las radiaciones de la luz (visibles y ultravioletas), como resultado la luz natural como la ultravioleta está cargada de electrones y que es una fuente de energía natural, y se produce cuando la frecuencia de la radiación es superior a un valor límite que se llama umbral fotoeléctrico. Dicha característica de la naturaleza dual de la luz es aprovechada en la utilización práctica. En la teoría electromagnética el desprendimiento de

electrones en un tubo depende del color de la luz y la frecuencia que se le aplique. Así pues el efecto fotoeléctrico contribuyo en gran medida en el avance de la ciencia, la industria y la tecnología, permitiendo la creación e invención de dispositivos de uso diario, pudiéndose decir también que permitió perfeccionar y mejorar las condiciones de trabajo y vida de la sociedad humana.