Efecto fotoeléctrico

Vamos a explicar a breves rasgos lo que es el efecto fotoeléctrico. Primeramente debemos tener en cuenta que todos los metales emiten electrones. Al exponer un metal a una luz homogénea, de cualquier longitud de onda, el metal emite electrones. Supongamos que lo exponemos a una luz homogénea de color violeta (de determinada longitud de onda), se ha comprobado mediante mediciones que el metal emite electrones los cuales llevan cierta velocidad y por lo tanto, energía cinética.

Por el principio de conservación de la energía, sabemos que la energía que lleva el electrón debe venir de otra fuente de energía ¿De donde gana esta energía el electrón?. Esta fuente de energía es la luz. La luz incide en el metal provocando que este desprenda electrones, este es el llamado efecto fotoeléctrico.

Ahora, ¿qué pasa si aumentamos la intensidad de la luz pero dejamos constante la longitud de onda?, ¿no es de esperarse que los electrones salgan con mayor energía?. Eso es lo que esperamos, pero esto no es lo que sucede, pues, sorprendentemente, todos los electrones salen con la misma velocidad y energía.

¿y qué pasa si aumentamos la longitud de onda? Experimentalmente, se demuestra que al exponer el metal a una luz homogénea roja (mayor longitud de onda que el color violeta), la energía y velocidad con que salen los electrones es la mitad de la energía producida por el color violeta.

La explicación al fenómeno fotoeléctrico la podemos hacer con la teoría cuántica de la luz. Imaginémonos que la luz está compuesta de una cantidad infinita de paquetes de energía llamados cuantos, al chocar la luz con el metal, cada cuanto choca con un electrón y lo arranca del metal. Si aumentamos la intensidad de la luz aumentan la cantidad de cuantos, pero no aumenta la energía con que desprenden al electrón, razón por la cual los electrones salen con la misma velocidad y energía. En cambio, si incrementamos la longitud de onda, los cuantos llegan con menor energía, y por lo tanto, los electrones se desprenden con menos velocidad.