UNIDAD #1
Física Cuántica
Cuanto de luz
Efecto Fotoeléctrico
Ecuación
del efecto fotoeléctrico
Definición
Rama que deriva de la Física y se centra
en el estudio de la materia de proporciones
muy pequeñas. Dichas proporciones se dan
a nivel molecular.
A diferencia de la física clásica, que describe
el mundo macroscópico, la física cuántica se
basa en el principio de superposición y
el entrelazamiento, que permiten a las partículas
existir en múltiples estados simultáneamente.
El fotón
Energía del fotón
Interacción de la luz
con la materia
El fotón es una partícula elemental y un bosón
según el modelo estándar de la física de partículas.
Los fotones son responsables de la transmisión de la fuerza electromagnética entre partículas cargadas.
En reposo el fotón no tiene masa, sin
embargo, posee una cantidad de energía
igual a su frecuencia multiplicada por la
constante de Planck ( E = h*f).
La energía del fotón está cuantizada y está
determinada por su frecuencia, de acuerdo
con la relación de Planck (E = hf) *donde E
es la energía, h la constante de Planck y
f la frecuencia.
La velocidad de la luz del vacío es constante,
y se denota por medio de la letra c. Cuando la
luz viaja a través de un medio material su velocidad
puede ser diferente. Su fórmula es v = c/n.
¿Cómo varía la luz en
diferentes medios?
La velocidad de la luz varía en función del
medio en el que se mueve.
En el vacío: varía más rápido.
En el aire: un poco más despacio.
En sólidos: bastante más despacio.
Efecto foloeléctrico externo
Definición: es un fenómeno físico en el cual los fotones incidentes sobre la superficie de un material causan la emisión de electrones de dicha superficie.
Voltaje de corte y corriente
de saturación
Características voltio amperio
Es un fenómeno en el cual la luz
incidente sobre la superficie de un material
provoca la emisión de electrones, los cuales
se emiten en diversas direcciones, lo que
resulta en una emisión difusa.
Aplicaciones
- Generación de electricidad en celdas solares.
- Espectroscopia de fotoelectrones para determinar
la composición química y estructura de superficies
de materiales.
Los electrones dejan la fotosuperficie con
cierta energía cinética: Ecmax.
eVs = Ecmax.
Consideraciones
- Por más voltaje que aumente, la corriente de saturación será misma.
- La corriente es directamente proporcional a la intensidad de luz.
- Si el voltaje es cero sigue habiendo corriente eléctrica.
- El voltaje de frenado Vs suministra una indicación de la energía cinética de los electrones emitidos.
El voltaje de corte determina cuando un transistor
está apagado o encendido, mientras que la corriente
de saturación permite que fluya corriente a través
de la carga conectada al transistor.
- La función del trabajo es la energía mínima con la
que un electrón se enlaza a un metal. - La energía remanente será la energía cinética máxima
del electrón libre. Por lo tanto:
- Cuando la energía cinética máxima es cero, tenemos:
- E: energía cinética máxima de los electrones emitidos.
- h: constante de Planck (6,63 *10^-34 Js)
- f: frecuencia de luz incidente
- Φ: función del trabajo o energía de corte del material
