¿Cómo es útil el efecto fotoeléctrico?

El efecto fotoeléctrico tiene una serie de aplicaciones contemporáneas y futuras.

  • Tubos fotomultiplicadores (PMT). Estos son detectores de luz muy sensibles en los que los fotones entrantes hacen que los electrones sean fotoemitidos desde un electrodo (o Dynode), acelerados a otro electrodo y otro, multiplicado en cada etapa. Esta tecnología ha sido subsumida por fotodetectores basados ​​en semiconductores en algunas aplicaciones, pero donde se desea la detección de un pequeño número de fotones con alta SNR, todavía se usan PMT.
  • Tecnologías experimentales para aprender acerca de los electrones dentro de los materiales, como la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) y mi espectroscopia de fotoemisión resuelta en ángulo (ARPES) favorita (ver: la respuesta de Inna Vishik a qué tipo de información cualitativa y cuantitativa se puede obtener de ARPES?). Los electrones son responsables de muchas de las propiedades más útiles de los materiales, y las mediciones basadas en el efecto fotoeléctrico pueden medir con precisión cómo los electrones se organizan y se mueven en un material. XPS en particular es una herramienta de caracterización de materiales estándar utilizada fuera de un contexto de investigación pura.
  • La emisión termoiónica mejorada con fotones (PETE) utiliza el efecto fotoeléctrico para mejorar la emisión termiónica (emisión de electrones de un sólido muy caliente). Es una tecnología prometedora para aprovechar el calor y la luz del sol como fuente de energía (ver: El nuevo proceso de conversión de energía solar descubierto por los ingenieros de Stanford podría renovar la producción de energía solar).

Planck descubrió que el universo tiene una naturaleza cuántica. El efecto fotoeléctrico de Einstein muestra cómo es la cinética cuántica. El efecto fotoeléctrico explica cómo se intercambia el impulso en este universo. Toda nuestra experiencia se debe en última instancia al intercambio de impulso entre electrones. Bajo esta luz, el efecto fotoeléctrico explica todo en la capa inferior. Solo necesitamos descubrir cómo esta naturaleza cuántica da como resultado nuestra experiencia clínica. Sabemos cómo se sintetiza la ilusión del electromagnetismo. Esto debería disipar la noción de que las ondas EM realmente existen y adoptar la Electrodinámica Colectiva de Carver A. Mead, pero EM es tan útil en el dominio clásico que la ciencia aún tiene que abandonarla. Este fracaso de la ciencia, en mi opinión, ha resultado en un zoológico de partículas imaginarias complejas en el modelo estándar al inclinarse por las nociones clásicas.

Ha habido varias aplicaciones del efecto fotoeléctrico. El efecto fotoeléctrico tiene muchas aplicaciones prácticas que incluyen la fotocélula, los dispositivos fotoconductores y las células solares.

Obtenga más información en Light, Cells, Solar y Cathode – Efecto fotoeléctrico – Aplicaciones

Pero su descubrimiento inició una revolución en la ciencia que tendrá una aplicación mucho más amplia en ciencia y tecnología solo cuando finalmente abandonemos las nociones clásicas como fundamentales.

  1. Einstein consiguió un premio Nobel
  2. Fue una dura competencia para las personas que apoyaban la naturaleza ondulatoria de la luz. Puedes llamarlo el punto de inflexión de una competencia de debate.
  3. No lo llamaré exactamente un efecto fotoeléctrico, pero se usa en la generación de una corriente eléctrica en una célula solar. (en las células solares, los electrones se excitan desde la banda de valencia a la banda de cinductiina, mientras que en el efecto fotoeléctrico, el electrón es expulsado de la superficie del metal)
  4. Circuitos de disparo y alarmas. (como esas cosas láser en las películas

Hay muchas aplicaciones …

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Hay muchas maneras en que es enormemente útil, pero quizás la más importante es que proporciona la base para convertir las señales ópticas en señales electrónicas. La mayoría de los principales sistemas de comunicación que transportan grandes cantidades de datos en todo el mundo, son sistemas de fibra óptica que envían datos codificados como señales ópticas. Pero si se van a usar estas señales, se deben volver a convertir en señales que puedan ser utilizadas por computadoras, teléfonos inteligentes, etc., que usan señales eléctricas. El dispositivo que realiza la conversión entre ellos es un fotodetector que es el dispositivo arquetípico que utiliza el efecto fotoeléctrico para convertir las señales ópticas en señales eléctricas.

Una comprensión profunda del efecto fotoeléctrico ha ayudado a generar aplicaciones útiles en muchas áreas de la física, o incluso a crear nuevas áreas de estudio. El ejemplo más obvio es probablemente la energía solar, que es producida por células fotovoltaicas. Estos están hechos de material semiconductor que produce electricidad cuando se expone a la luz solar. Un ejemplo cotidiano es una calculadora alimentada por energía solar y una aplicación más exótica serían los satélites de energía solar que orbitan alrededor de los planetas.

La fotocélula es la aplicación más variada del efecto fotoeléctrico. Se encuentra más comúnmente en paneles solares. Funciona según el principio básico de que la luz golpea el cátodo, lo que provoca la emisión de electrones, que a su vez produce una corriente.

En el campo relacionado de la astronomía, el efecto fotoeléctrico se utiliza en forma de tubos foto-multiplicadores y dispositivos acoplados a carga (CCD). Obtenga más información sobre los dispositivos acoplados.
El tubo foto-multiplicador de electrones utiliza el efecto fotoeléctrico para convertir pequeñas intensidades de luz en corrientes eléctricas que pueden analizarse. Los electrones desprendidos por el efecto fotoeléctrico viajan por un tubo especial que reúne más electrones. Cuando llegan al final, un solo electrón puede haber reunido un millón de otros electrones. Los CCD son placas especiales que son análogas a las películas fotográficas, pero que almacenan electrones en una matriz bidimensional. Sin embargo, no solo se utilizan para la astronomía, ya que se pueden encontrar en video digital y cámaras fijas.

Más información del efecto fotoeléctrico en astronomía.
El efecto fotoeléctrico se utiliza en una gran cantidad de otros dispositivos, incluyendo fotocopiadoras, fotómetros e incluso componentes electrónicos como fotodiodos y fototransistores.

La otra aplicación fabulosa para el efecto fotoeléctrico son los centelleadores. Un centelleador es un dispositivo que emitirá luz cuando detecte radiación de una fuente en el laboratorio o de una fuente cósmica (la radiación cósmica se conoce como muones).

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