Se ha publicado en la página correspondiente, denominada "Simulaciones Vídeos Física 2º y Física y Química 1º bachillerato", un nuevo vídeo (formato MP4) sobre una aplicación que simula fenómenos físicos relacionados, en este caso, con la unidad 5, Física del siglo XX, parte I, Introducción a la Física Cuántica, de la materia de Física de 2º de bachillerato.
En este vídeo se simula un experimento sobre el efecto fotoeléctrico para determinar la constante de Planck y el trabajo de extracción de dos metales.
En esta magnífica aplicación o app de Walter Fendt, https://www.walter-fendt.de/html5/phes/photoeffect_es.htm, se aborda un experimento del fenómeno denominado efecto fotoeléctrico, utilizando el mismo para determinar la constante de Planck y el trabajo de extracción de dos materiales (cesio y sodio) a partir de la explicación del citado efecto que propuso en 1905 Albert Einstein, de la denominada ecuación de Einstein del efecto fotoeléctrico. Como complemento a la simulación, el autor ha utilizado una hoja de cálculo para procesar los datos obtenidos en el experimento virtual, representándolos en una gráfica energía cinética máxima de los electrones emitidos frente a la frecuencia de la radiación incidente y, a partir de la recta de mejor ajuste, obteniendo la citada constante de Planck y los citados trabajos de extracción o funciones trabajo de ambos metales o cátodos. También hay que añadir que este experimento virtual se solía realizar en el aula para intentar comprender las características del efecto fotoeléctrico como fenómeno que no podía explicar la teoría electromagnética clásica. Como ya sabemos este vídeo se puede ver también en el blog https://elblogdetrabajodejuanparadafyq.blogspot.com/. En el minuto 0:14 comienza el experimento con el cesio. En el minuto 2:55 se puede ver la imagen del procesamiento de los datos con la hoja de cálculo y de las conclusiones obtenidas para el cesio. En el minuto 3:30 comienza el experimento con el sodio. En el minuto 4:54 se puede ver la imagen del procesamiento de los datos con la hoja de cálculo y de las conclusiones obtenidas para el sodio. Efecto fotoeléctrico. Fenómeno que consiste en la emisión de electrones por una superficie (de un metal) cuando se la ilumina con luz u ondas electromagnéticas (OEM). Descubierto por Hertz en 1887 (1888) en experiencias de producción de OEM. Las descargas productoras de OEM son más intensas si se iluminan los electrodos (esferas) con luz ultravioleta, UV. Hipótesis: emisión de electrones por iluminación (luz). Más tarde se observó con luz visible en el cinc y los alcalinos. Conclusiones La energía de los fotoelectrones es independiente de la intensidad de la luz (I). El número de fotoelectrones aumenta (proporcionalmente) al aumentar la I (aumento de la I de corriente). No hay retraso entre la llegada de la luz y la emisión de los fotoelectrones. Para cualquier intensidad luminosa, si su f es menor que fo (frecuencia umbral) no hay emisión (I = 0). fo es la frecuencia mínima para se produzca emisión. La energía máxima de los fotoelectrones (Emáx) es una función lineal de la frecuencia de la luz. Interpretación con la teoría electromagnética, EM, clásica: no puede La energía está repartida por el frente de onda: Etotal = I · S (superficie electrodo). Para muchos electrones: poca energía para cada electrón y no puede ser arrancado. Debe haber cierto retraso entre llegada de la luz y emisión fotoelectrones debido a la poca cantidad de energía que recibe cada electrón. Serias dificultades para la teoría EM de la luz. En 1905 el físico alemán Albert Einstein (1879-1955), a partir de la hipótesis de Planck, explica el efecto fotoeléctrico. Sugiere: propagación de la luz también es discontinua (cuantos): naturaleza corpuscular en la propagación de la luz, así como en su interacción con la materia. Explicación del efecto fotoeléctrico Proceso instantáneo: electrón arrancado si el cuanto supera cierta energía mínima (trabajo de extracción, W, característico de cada sustancia). Si h · f es menor que W no hay emisión de electrones: frecuencia umbral, fo, tal que h · fo = W luego fo = W/h. E_incidente = E_umbral + Ec_máx Si f es la frecuencia de la radiación incidente (f es mayor que fo), ecuación de Einstein del efecto fotoeléctrico: E_inc= W + Ec_máx h · f = h · f_o + Ec_máx Gráfica Ec_máx frente a f: recta comienza en fo cuya pendiente es h. Mayor intensidad luminosa mayor número de cuantos de energía: mayor número de fotoelectrones arrancados sin variar su energía. Conclusión: la luz se emite, se absorbe y se propaga en forma de cuantos, gránulos o paquetes (forma discontinua o discreta). Cuantización de la luz y la energía. Nueva teoría corpuscular: fuerte impulso para investigar la naturaleza de la luz (otra vez).
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