Examen 01
Premio Nobel Einsten 1905
En 1905 Albert Einste redactó varios trabajos fundamentales sobre la física de pequeña y gran escala. En el primero de ellos explicaba el movimiento browniano, en el segundo el efecto fotoeléctrico y los dos restantes desarrollaban la relatividad especial y la equivalencia masa-energía. Y gracias a esto en noviembre de 1922 se anunció que el Premio Nobel de Física correspondiente al año 1921 sería otorgado a Albert Einstein por sus aportaciones a la Física Teórica, en especial por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico. Albert Einstein, pensaba que debía aceptarse alguna forma de cuantización de la energía para explicar el equilibrio térmico observado entre la materia y la radiación electromagnética. Por esta explicación del efecto fotoeléctrico, Einstein recibió el Premio Nobel de física en 1921.
En
1905, Einstein fue el primero en proponer que la cuantización de la
energía era una propiedad intrínseca de la radiación electromagnética. Aunque
aceptaba la validez de la teoría de Maxwell, Einstein apuntó que las
anomalías observadas en muchos experimentos podían explicarse si la
energía de una onda de luz maxweliana estuviera localizada en unos
puntos cuánticos que se movieran independientemente unos de otros,
incluso aunque la onda se difundiera de forma continua por el espacio.
Experimento fotoelectrico
El experimento para observar el efecto fotoelectrico consiste en irradiar un metal con radiación electromagnética (generlamente luz U.V.), para que este emita electrones de la superficie, para cada metal existe una diferente frecuencia.
Efecto Fotoelectrico
Para entender lo anterior primero debemos entender que es el efecto fotoelectrico. Este efecto se refiere a la liberación de electrones de la superficie de un metal al ser irradiado con luz. para que suceda esto es necesario saber lo siguiente:
- Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.
- La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.
En los metales hay electrones que se mueven más o menos libremente a través de la red
cristalina, estos electrones no escapan del metal a temperaturas normales por que no
tienen energía suficiente. Calentando el metal es una manera de aumentar su energía. Los
electrones "evaporados" se denominan termoelectrones, este es el tipo de
emisión que hay en las válvulas electrónicas. Vamos a ver que también se pueden
liberar electrones (fotoelectrones) mediante la absorción por el metal de la energía de
radiación electromagnética.
Es lo explicamos con la teoría de Einstein de los cuantos de luz la cual fue completada, asociando un momento p al cuanto de luz. En 1908, Planck, por consideraciones basadas en la relatividad especial, da una definición unificada del momento lineal de acuerdo con el cual el flujo de energía dividido por c2 es la densidad de momento. Cada cuanto de luz que se mueve en el vacio con una velocidad c debe por tanto portar un momento p = hv/ c . De esta forma la teoría del cuanto de Einstein puede resumirse en las dos relaciones siguientes
E = h v, p = hv/c = h/ʎ
