¿Cómo es que el efecto fotoeléctrico no depende de la intensidad de la luz?

Tenga en cuenta que, cuando aumenta la intensidad de la radiación incidente, la energía de los fotoelectrones emitidos no aumenta. Sin embargo, el número de fotoelectrones emitidos aumenta. Por lo tanto, la tasa de flujo de electrones aumenta y, por lo tanto, la fotocorriente aumenta linealmente, con la intensidad de la radiación incidente.

Cuando aumentamos la intensidad, básicamente estamos aumentando la cantidad de fotones que inciden en la superficie del metal. Entonces, cuando esto sucede, hay más fotones trabajando, emitiendo los electrones desde la superficie del metal, al mismo tiempo, pero todos tienen la misma energía.
Pero cuando aumentamos la frecuencia de la radiación incidente, el número de fotones incidentes sigue siendo el mismo, pero cada fotón ahora tiene mayor energía y, por lo tanto, imparten mayor energía a los electrones que emiten desde la superficie del metal. La cantidad de electrones que emiten, sin embargo, puede permanecer igual.

El efecto fotoeléctrico es el fenómeno de emisión de electrones de un material (típicamente un metal, como el oro) cuando la luz cae sobre él. Si el material (metal) es parte de un circuito eléctrico, digamos usado como un electrodo, entonces se obtiene corriente eléctrica al iluminarlo. De ahí el nombre.

Inicialmente, se supuso, utilizando la teoría electromagnética clásica, que la energía de la luz es absorbida por el electrón que conduce a su emisión. Este enfoque se basó en la intensidad de la luz. Sin embargo, hay dos observaciones experimentales que no eran compatibles con esta teoría:

  1. Cualquier longitud de onda, por pequeña o grande en intensidad, que brille sobre el metal debería emitir electrones. Sin embargo, hay una longitud de onda umbral. Si la luz (radiación electromagnética) está por encima de la longitud de onda umbral, no importa cuán intensa sea, no emitirá ningún electrón. Por qué ?
  2. Para una luz por debajo de la longitud de onda umbral, es decir, una que realmente logra emitir electrones, una luz de baja intensidad debería tomar más tiempo para transferir energía al electrón que una luz muy intensa. sin embargo, la emisión observada de electrones es prácticamente instantánea y es claramente independiente de la intensidad de la luz.

Estas dos observaciones experimentales llevaron a Einstein a proponer que la energía de la luz se cuantifica con la cantidad de energía determinada por la longitud de onda en lugar de la intensidad. Y, la absorción de energía luminosa por el electrón ocurre instantáneamente al absorber discretamente un cuanto de energía luminosa. Esto es lo contrario de la absorción continua en la imagen basada en la intensidad.

More Interesting

Cómo interpretar la relación de completitud en espacios hilbert de dimensiones infinitas

¿Cómo se mueve un electrón en diferentes orbitales?

¿Qué son observables, operadores y hamiltonianos? ¿Cuáles son hermitianos y cuáles son unitarios?

¿Qué nos dice la cromodinámica cuántica sobre los procesos nucleares de fuerza débil más allá del más allá por la teoría de Fermi VA?

¿La relatividad general y la mecánica cuántica incluso necesitan ser unificadas? ¿Por qué hay un gran impulso para hacerlo?

¿Es posible construir un microscopio basado en neutrinos? ¿Será más poderoso que el microscopio electrónico?

¿Cómo podemos usar los conceptos básicos de la física cuántica en nuestra vida diaria?

¿Existe una relación entre el tiempo y la entropía?

¿Es posible que la función de onda cuántica nunca se colapse realmente?

¿Puede una función de onda que es una superposición de estados colapsar en otra función de onda que asigna estados con un conjunto diferente de coeficientes de probabilidad?

¿Qué es una explicación detallada de la física cuántica?

¿Puede haber alguna región en el universo que desafíe las leyes de la física (tal como la conocemos)?

¿El experimento del borrador cuántico de elección retrasada implica que la conciencia consciente colapsa la función de onda cuántica?

¿Cómo se descubrieron los operadores en mecánica cuántica? ¿Son derivables de otros principios?

¿Qué es una explicación intuitiva del operador de intercambio?