Fsica IIID

Prctica de laboratorio

Efecto fotoelctrico Cuestionario previo

a) Explicar brevemente el efecto fotoelctrico y dibujar el dispositivo clsico. Deducir la ecuacin que relaciona el potencial de frenado (Vf) con la frecuencia de la radiacin incidente () y la que relaciona a la frecuencia de corte (o) con la funcin trabajo del ctodo (). Graficar Vf en funcin de y la corriente elctrica en funcin del potencial aplicado (V).

b) Si en el dispositivo clsico se ilumina el ctodo con una radiacin con frecuencia o y se aplica un potencial ms negativo que el de frenado, se observa corriente en el circuito? los electrones llegan al nodo? los electrones son eyectados del ctodo?

c) Considerando el circuito elctrico abierto (ctodo y nodo aislados), cuando se ilumina el ctodo con radiacin monocromtica de frecuencia o se observan electrones provenientes del ctodo que llegan al nodo cargndolo negativamente. Despus de un cierto perodo de tiempo el proceso finaliza. Cules son las dos causas que podran originar dicha finalizacin?

d) Si una cierta fraccin de la luz incidente llega al nodo del circuito anterior (que est hecho del mismo material que el ctodo), cmo variar el V medido?

e) Calcular la longitud de onda correspondiente a la frecuencia de corte (o) de un fotoctodo hecho de potasio ( = 2,3 eV).

f) Dibujar el espectro de emisin del mercurio gaseoso en un grfico de intensidad en funcin de la longitud de onda para entre 300 nm y 700 nm.

g) Indicar de qu color se observan las siguientes longitudes de onda (en nm): 366, 405, 436, 546 y 578.

Desarrollo de la prctica Objetivos experimentales:

Determinar el valor de la constante de Plank. Determinar la funcin trabajo y la frecuencia de corte del ctodo.

1) El dispositivo experimental utilizado es similar al de la figura 1.

ltima modificacin: 19/08/2011

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ltima modificacin: 19/08/2011

Figura 1: Dispositivo experimental

2) El circuito utilizado para la medicin no es el que aparece habitualmente en los libros de

texto, en los que se mide, entre otras cosas, la corriente. En este caso, se mide la tensin sobre la fotocelda una vez que el sistema alcanz el estado estacionario (figura 2). La gran resistencia que introduce el amplificador en el cirtuito ( > 1013 ) permite que se lo pueda considerar como un circuito abierto.

Figura 2: Esquema del circuito

3) La realizacin de la prctica consta de los siguientes pasos:

Evitando que entre radiacin a la fotocelda, se cortocircuita la entrada del amplificador con el botn "0". Mientras el botn "0" est presionado, la lectura del voltmetro a la salida del amplificador debe llevarse a cero mediante la perilla de offset del amplificador.

Se coloca un filtro en la fotocelda. Se abre el shutter del gabinete del fotoctodo y se registra el voltaje de frenado VF. Se cierra el shutter, se intercambia el filtro y se repite la medicin hasta que se haya

realizado con todos los filtros (5 en total). Se grafican los valores obtenidos y se obtienen los valores de h, yo con sus incertezas (en caso de usar Excel, utilizar la funcin ESTIMACION.LINEAL especificndola como frmula de matriz).

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