Experimentos sobre el efecto fotoeléctrico

Escrito por adelaide tresor | Traducido por aurelius smith
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Experimentos sobre el efecto fotoeléctrico
Los experimentos del efecto fotoeléctrico. (Comstock/Comstock/Getty Images)

Los experimentos del efecto fotoeléctrico ilustran el concepto abstracto de la dualidad onda-partícula en forma concreta. Los estudiantes de física de la escuela se benefician de las actividades prácticas que demuestran que la luz posee propiedades únicas, las cuales desconcertaron a la comunidad científica durante casi un siglo hasta que Albert Einstein propuso la existencia de fotones. Los profesores de ciencias deben proporcionar instrucciones claras y explicaciones para facilitar la comprensión del estudiante durante los experimentos de efecto fotoeléctrico.

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Construye un electroscopio

La mayoría de los experimentos de efecto fotoeléctrico requieren un electroscopio para la observación de las emisiones de electrones. Aunque estos pueden ser comprados, un electroscopio casero es más económico. Corta dos tiras de papel de aluminio de 1 por 4 cm. Despliega un clip para papel en forma de S. Coloca una tira de cinta adhesiva transparente sobre el centro de una tarjeta y pasa el clip de papel a medio camino a través de la tira de cinta. Pasa la curva inferior de la pinza a través de ambas tiras de aluminio para que cuelguen una junto a la otra. Inserta el dispositivo en un frasco de vidrio. La ficha debe apoyarse en la boca del frasco para que las tiras queden suspendidas. Toca con un objeto cargado a la jarra para probar el electroscopio. Las tiras deben repelerse entre sí.

Probando la dependencia del color

Una variedad de factores influencian la emisión de fotoelectrones, incluyendo la frecuencia de la luz y el color. Reúne un electroscopio, un marcador permanente, una chapa, papel de lija, un cable corto para puentear, filtros de luz de cinco colores diferentes y una fuente de luz incandescente. Elimina todas las fuentes de luz de la habitación. Frota la hoja de metal con papel de lija antes de colocarla bajo la fuente de luz y conecta el electroscopio con el cable de puente. Observa el efecto de la luz sobre las hojas electroscopio y los datos del registro. Marca en el frasco de vidrio hasta qué punto cada borde de la hoja se extiende durante la repulsión. Repite el experimento, insertando un filtro diferente entre la luz y el metal cada vez y registrando los resultados.

Observando la emisión de electrones

Frota un trozo de metal de zinc con lana de acero y une el metal al electroscopio con un cable de puentear corto. Quita toda la luz de la habitación excepto una lámpara de arco de carbono, que debe brillar directamente sobre el zinc. Observa las hojas del electroscopio y registra los datos antes de la descarga. Apaga la luz ultravioleta y enciende la luz de la habitación. Compara la reacción en las hojas del electroscopio y registra las diferencias con respecto a la lámpara de arco de carbono. Descarga el electrodo, apaga la luz de la habitación y enciende la luz ultravioleta. Coloca una hoja de vidrio, tratada para repeler los rayos ultravioleta, entre la lámpara de arco de carbono y el zinc. Registra los datos finales y determine si los resultados del experimento apoyan las conclusiones de Einstein sobre los fotones.

Aplicaciones del efecto fotoeléctrico

Los efectos fotoeléctricos tienen usos prácticos en las células fotoeléctricas. Prueba las condiciones de funcionamiento ideales de estas con tres células de 1-Vatio e instrumentos científicos. Crea dos mesas de 2 por 4 de madera y madera contrachapada. Una debe ser de 12 pulgadas (30 cm) de alto y la otra debe ser de 24 pulgadas (60 cm) de alto. Coloca una placa de metal en el suelo bajo la luz solar directa y coloca las dos placas cerca de la mesa. Debajo de la mesa alta, coloca un recipiente de plástico lleno de hielo. Coloca una célula fotoeléctrica en cada una de las tres superficies y déjalas durante 30 minutos. Recupera las células y colócalas en un cuarto oscuro para observar los efectos de una célula caliente, una con ventilación, y una enfriada. Los resultados son más precisos cuando se realiza al mediodía en un día en que la temperatura esté cerca de 70 grados Fahrenheit (21 grados Celsius).

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