¿Por qué se aplica la teoría de Planck en el efecto fotoeléctrico?

En el efecto fotoeléctrico, está utilizando luz para eliminar electrones de un átomo. Esto normalmente significaría el electrón “más externo”.

Ese electrón tiene una cierta energía de enlace, y usted debe suministrar al menos esa cantidad de energía al electrón.

Pero aquí es donde el experimento muestra un problema. Si usa luz con una longitud de onda demasiado baja, no logrará eliminar el electrón, sin importar cuán intensa sea la luz. Si usa luz con una longitud de onda lo suficientemente alta, puede eliminar un electrón incluso con una intensidad muy baja. Esto es por lo que Einstein obtuvo su premio Nobel.

Planck había demostrado que (para explicar el espectro de radiación del cuerpo negro) había que aceptar que la luz interactuaba como si fueran pequeños paquetes, y la energía en cada uno dependía de la longitud de onda. Cuanto más corta es la longitud de onda (mayor frecuencia), mayor es la energía.

Entonces, para suministrar suficiente energía para separar un electrón de un átomo, cada paquete (cada fotón) debe tener suficiente energía, es decir, la frecuencia debe ser lo suficientemente alta.

Efecto fotoeléctrico – Wikipedia

Y así comenzaron las primeras formas de teoría cuántica.

Debido a que las leyes experimentales del efecto fotoeléctrico no pueden explicarse utilizando la teoría ondulatoria de la luz. Entonces Einstein introdujo el fotón como el portador de la cantidad de energía de Planck.

Así, la dependencia entre la corriente de saturación y el flujo de luz se explicó por la interacción uno a uno entre fotones y electrones.

La dependencia lineal entre la energía cinética de los electrones emitidos y la frecuencia de la luz se entendió fácilmente mediante una interpretación adecuada de lo que ahora se conoce como la ecuación de Einstein: hf = W + KE.

Además, deje KE = 0 y obtendrá la frecuencia umbral f0, necesaria para iniciar el efecto: hfo = W.

Y las colisiones son prácticamente instantáneas.