El efecto fotoeléctrico y sus maravillas

El efecto fotoeléctrico y sus maravillas

Este texto trata acerca del efecto fotoeléctrico recordando que hay teorías que se ven involucradas parcialmente en este tema, sin embrago, no fue hasta 1905, cinco años después de que Planck presentara su teoría cuántica, que por fin se empezó a resolver este misterio de la física; hablaremos de ciertas cuestiones importantes que lo rodean, las cuales nos permitirán entenderlo de manera superficial como son: que es el efecto fotoeléctrico, quien lo descubrió, en donde lo encontramos, porqué leyes se rige, en qué se ocupa, cuál es su importancia y su función, entre otros aspectos del efecto fotoeléctrico.

Si bien es cierto que, todos en algún momento hemos visto el arcoíris que se obtiene mediante la proyección de luz a través de un prisma, muchas veces lo hemos observado y no sabemos qué es ni en qué consiste, solo pensamos que es algo bonito, sin embargo, como muchos fenómenos que nos rodean esto va más allá de ser solo un suceso llamativo, puesto que, es química y se llama efecto fotoeléctrico; mi interés a resaltar sobre dicho fenómeno son las líneas espectrales, así es, esa hermosa proyección de colores que se observa en el efecto fotoeléctrico.

Es decir, “un haz de luz blanca (combinación de todas las longitudes de onda visibles) incide en un prisma. Los rayos que emergen se dispersan en una serie de colores conocidas como espectro visible”^[1] (Raymond, 2005, pág. 405). Es verdad, todos los autores definen este fenómeno de maneras muy similares, y diversos científicos le encuentran innumerables cantidades de aplicaciones en los campos de la ingeniería química, de reactores e incluso la petrolera, lo que nos permite percatarnos de la gran importancia del espectro de emisión.

Ahora bien, el efecto fotoeléctrico es “el fenómeno mediante el cual, los electrones son expulsados desde la superficie de ciertos metales, cuando son expuestos a las partículas de luz llamadas fotones a una determinada frecuencia mínima, la cual se conoce como frecuencia umbral” ^[2] (Chang, 2010, pág. 280); durante este proceso el electrón se mueve generando una corriente eléctrica, fenómeno que es aprovechado por plantas de paneles solares, las cuales reciben le energía luminosa del sol convirtiéndola en electricidad.

En relación con el efecto fotoeléctrico podemos hablar sobre cuatro científicos principales, los cuales se vieron involucrados en el descubrimiento de este fenómeno. El primero fue Heinrich Hertz, quien realizo las primeras observaciones del efecto fotoeléctrico en 1887, el segundo fue Joseph John Thomson, quien investigaba los rayos catódicos en 1897, el tercero es Philipp Lenard, descubrió la variación de energía de los electrones con la frecuencia de la luz incidente en 1902, y el cuarto es Albert Einstein, el cual propuso una descripción matemáticas de este fenómeno que parecía funcionar correctamente y en que la salida de electrones es producida por la absorción de fotones.

Ahora bien, el efecto fotoeléctrico como ya vimos produce una corriente eléctrica, a causa de esto se produce la energía solar fotovoltaica, la cual se utiliza como una fuente de energía alterna, otra consecuencia del efecto fotoeléctrico es la fabricación de células, las cuales son utilizadas en los detectores de llama de calderas en las grandes centrales termoeléctricas, así también en los sensores utilizados en las cámaras digitales.

Además, el efecto fotoeléctrico y la fotoconductividad tienen en común el principio de absorción de radiación electromagnética. Sin embargo, existen diferencias entre ellos. El efecto fotoeléctrico se basa, en la emisión de electrones por un metal al incidir sobre él una radiación electromagnética; mientras que la fotoconductividad se basa en la mejora de la conducción eléctrica de un material debido a la absorción de radiación electromagnética.

Así pues, el efecto fotoeléctrico tiene las siguientes leyes:

1. Los fotoelectrones emitidos son proporcionales con intensidad de luz aplicada.
2. Para cada metal dado, existe una cierta frecuencia mínima de radiación aplicada.
3. Por encima de la frecuencia de corte, la energía cinética máxima del fotoelectrón emitido es independiente de la intensidad de la luz aplicada, pero depende de la frecuencia de la luz aplicada.
4. La emisión del fotoelectrón se realiza instantáneamente, independientemente de la intensidad de la luz incidente.^[3] (Sears, 1979, pág. 6)

No obstante, la importancia de las líneas espectrales y las características de los espectros de emisión, nos podría ayudar a distinguir cuando la lluvia es ácida, por los espectros o líneas de emisión que se proyectan después de la lluvia, apelando a que cada sustancia o elemento tiene diferentes espectros de emisión visibles, es decir, “los espectros continuos o de líneas de radiación emitida por las sustancias es diferente dependiendo de la sustancia”^[4] (Chang, Química, 2010, pág. 282).

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