INTRODUCCION Rayos X : La denominacinrayos Xdesigna a unaradiacin electromagntica, invisible para el ojo humano, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir laspelculas fotogrficas. Los actuales sistemas digitales permiten la obtencin y visualizacin de la imagen radiogrfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. Lalongitud de ondaest entre 10 a 0,01nanmetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 30000PHz(de 50 a 5000 veces la frecuencia de la luz visible)Rayos laser : Ellseres un elemento muy til para la vida actual, hay lseres que realizan muchas tareas distintas, desdemedicinahasta trabajos industriales.Lahistoriadel lser est plagada deproblemasy peleas, pero tambin de acuerdos e innovaciones. Es sin duda una historia muy interesante.

La absorcin,esteprocesopor el cual se absorben los fotones; elsistemaatmico, se excita a unestadode energa muy alto, el electrn pasa a un estado meta-estable. Este fenmeno compite ciertamente con el de la emisin estimulada deradiacin.

Efecto fotoelctrico: Losfotonestienen unaenergacaracterstica determinada por la frecuencia de onda de la luz. Si un tomo absorbe energa de un fotn y tiene ms energa que la necesaria para expulsar un electrn del material y adems posee una trayectoria dirigida hacia la superficie, entonces el electrn puede ser expulsado del material. Si la energa del fotn es demasiado pequea, el electrn es incapaz de escapar de la superficie del material. Los cambios en la intensidad de la luz no modifican la energa de sus fotones, tan slo el nmero de electrones que pueden escapar de la superficie sobre la que incide y por tanto la energa de los electrones emitidos no depende de la intensidad de la radiacin que le llega, sino de su frecuencia. Si el fotn es absorbido, parte de la energa se utiliza para liberarlo del tomo y el resto contribuye a dotar de energa cintica a la partcula libre.En principio, todos los electrones son susceptibles de ser emitidos por efecto fotoelctrico. En realidad los que ms salen son los que necesitan menos energa para ser expulsados y, de ellos, los ms numerosos.En un aislante (dielctrico), los electrones ms energticos se encuentran en labanda de valencia. En un metal, los electrones ms energticos estn en labanda de conduccin. En un semiconductor de tipo N, son los electrones de la banda de conduccin los que son ms energticos. En un semiconductor de tipo P tambin, pero hay muy pocos en la banda de conduccin. As que en ese tipo de semiconductor hay que tener en cuenta los electrones de la banda de valencia.A la temperatura ambiente, los electrones ms energticos se encuentran cerca delnivel de Fermi(salvo en los semiconductores intrnsecos en los cuales no hay electrones cerca del nivel de Fermi). La energa que hay que dar a un electrn para llevarlo desde el nivel de Fermi hasta el exterior del material se llamafuncin de trabajo, y la frecuencia mnima necesaria, de radiacin incidente, para sacar un electrn del metal, recibe el nombre defrecuencia umbral. El valor de esa energa es muy variable y depende del material, estado cristalino y, sobre todo, de las ltimas capas atmicas que recubren la superficie del material. Losmetales alcalinos(sodio,calcio,cesio, etc.), presentan las ms bajas funciones de trabajo. An es necesario que las superficies estn limpias a nivel atmico. Una de la mayores dificultades en los experimentos de Millikan era que haba que fabricar las superficies de metal en el vaco.Los fotones del rayo deluztienen unaenergacaracterstica determinada por lafrecuenciade la luz. En el proceso de fotoemisin, si unelectrnabsorbe la energa de un fotn y ste ltimo tiene ms energa que la funcin de trabajo, el electrn es arrancado del material. Si la energa del fotn es demasiado baja, el electrn no puede escapar de la superficie del material.Aumentar la intensidad del haz no cambia la energa de los fotones constituyentes, solo cambia el nmero de fotones. En consecuencia, la energa de los electrones emitidos no depende de la intensidad de la luz, sino de la energa de los fotones.Los electrones pueden absorber energa de los fotones cuando son irradiados, pero siguiendo un principio de "todo o nada". Toda la energa de un fotn debe ser absorbida y utilizada para liberar un electrn de unenlace atmico, o si no la energa es re-emitida. Si la energa del fotn es absorbida, una parte libera al electrn deltomoy el resto contribuye a laenerga cinticadel electrn como una partcula libre.Einsteinno se propona estudiar las causas del efecto en el que los electrones de ciertos metales, debido a una radiacin luminosa, podan abandonar el metal con energa cintica. Intentaba explicar el comportamiento de la radiacin, que obedeca a la intensidad de la radiacin incidente, al conocerse la cantidad de electrones que abandonaba el metal, y a la frecuencia de la misma, que era proporcional a la energa que impulsaba a dichas partculas.El efecto fotoelctrico es la base de la produccin deenerga elctrica por radiacin solary del aprovechamiento energtico de laenerga solar. El efecto fotoelctrico se utiliza tambin para la fabricacin de clulas utilizadas en los detectores de llama de las calderas de las grandes centrales termoelctricas. Este efecto es tambin el principio de funcionamiento de los sensores utilizados en las cmaras digitales. Tambin se utiliza endiodosfotosensibles tales como los que se utilizan en lasclulas fotovoltaicasy enelectroscopiosoelectrmetros. En la actualidad los materiales fotosensibles ms utilizados son, aparte de los derivados delcobre(ahora en menor uso), elsilicio, que produce corrientes elctricas mayores.El efecto fotoelctrico tambin se manifiesta en cuerpos expuestos a la luz solar de forma prolongada. Por ejemplo, las partculas de polvo de la superficielunaradquieren carga positiva debido al impacto de fotones. Las partculas cargadas se repelen mutuamente elevndose de la superficie y formando una tenue atmsfera. Los satlites espaciales tambin adquieren carga elctrica positiva en sus superficies iluminadas y negativa en las regiones oscurecidas, por lo que es necesario tener en cuenta estos efectos de acumulacin de carga en su diseo.

ANTECEDENTESEn los inicios del siglo XIX la luz se consideraba una agrupacin de partculas emitidas por el observado o por el observador:1.Newton: respalda la teora de que la luzson partculas, pero estas son emitidas por una fuente luminosa, estas estimulaban la visin. As pudo explicar la reflexin (son los que se producen en los espejos, en la superficie de un ro o de un lago de aguas tranquilas que nos permiten ver el paisaje reflejado en las aguas) y refraccin (La refraccin es el cambio de direccin que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro).Tambin propuso que la luz podra ser una clase de movimiento ondulatorio2.Christian Huygens:demostr que mediante una teora de ondas de luz se poda explicar la reflexin y refraccin3.Thomas Young: fue el que aporto la primera demostracin de la naturaleza ondulatoria de la luz, afirm que esta bajo las condiciones apropiadas, los rayos interfieren unos con otros.4.Maxwell: en 1873 afirm que la luz era una forma de ondas electromagnticas de alta frecuencia (variacin entre el campo elctrico y magntico con muchas oscilaciones de onda en un tiempo muy corto)5.Hertz: Cientfico alemn quien esreconocido como el descubridor del efecto fotoelctricode manera experimental. Produjo y detecto ondas electromagnticas y confirmo las teoras de Maxwell experimentalmente. 18886.Max Planck: en 1900, cuantizacin , constante de Planck[h = 6.63 x 10 ala 32 ]establece que la energa de cada cuanto es igual a la frecuencia de la radiacin multiplicada por la constante universal .Nunca se centro en los quantums pero sirvi de base para investigaciones prximas como la de Albert Einstein7.Einstein: Naci en Ulm el 14 de marzo de 1879, es hijo de judos ,tuvo un desarrollo lento, lo que le permiti plantearse grandes incgnitas en la edad adulta. Publico cinco trabajos en los Annalen der physis. Eaplicacin terica, en trminos estadsticos, del movimiento browniano. Interpretacin del efecto fotoelctrico basada en la hiptesis de que la luz est integrada por cuantos individuales ,3 y 4 sentaron las bases de la teora de la relatividad, mostro laequivalencia entre la energa E de una cantidad de materia y su masa m, en trminos de la ecuacin E = mcEn 1905 explica el efecto fotoelctrico, en una teora que usa el concepto de cuantizacin,la energa de una onda lumnica est en partculas llamadas fotones, por lo que est cuantizada:E = hfRecibi un premio nobel en 1921 por la investigacin del efecto fotoelctrico.

RESUMENLa luz incidente sobre ciertas superficies metlicas, provoca la emisin de electrones de esas superficies, los electrones que intervienen son conocidos con el nombre de fotoelectrones

Explicacin del diagrama de circuitoEn el experimento se usan dos placas metlicas conectadas a los polos de un generador elctrico o pila, tambin se incluye un miliampermetro que registra la cantidad de corriente no laproveniente de las pilas, sino que al contrario la procedente de el tubo del experimento.1.La luz incide sobre el emisor (placa metlica negativa), con una longitud de onda apropiada2.La placa emite fotoelectrones que viajan a lo largo del tubo3.Los fotoelectrones llegan a la placa metlica positiva llamada colector4.Hay paso de corriente elctrica5.La corriente es registrada por el miliampermetroNOTA: al invertir los polos del generador elctrico, el colector, se convierte en la terminal negativa, y el emisor en la terminal positiva, por lo tanto la luz que incide en el emisor enva fotoelectrones que son repelidos por el colector , debido a la igualdad de cargas, haciendo que la cantidad de corriente sea igual a cero.

CARACTERISITICAS DEL EFECTO FOTOELECTRICO1.La energa cintica de los fotoelectrones es independiente de la intensidad luminosa2.Los fotoelectrones son emitidos desde la superficie del emisor (placa metlica positiva), eficazmente (menos de 10^-9 segundos), despus de que la luz incide en la superficie del emisor, incluso con un abaja intensidad de luz3.No hay emisin de electrones si la frecuencia est por debajo de la frecuencia de corte (fc) sin importar la intensidadde la luz4.La energa cintica mxima de los fotoelectrones se incrementa con el aumento de la frecuencia de la luz, caracterstico del material que est siendo iluminado.

COMPARACION ENTRE PREDICCION CLASICA Y RESULTADO EXPERIMENTALCRITERIOPREDICCION CLASICARESULTADO EXPERIMENTAL

Dependencia de la energa cintica del electrn en relacin con la intensidad de la luzAl aumentar la intensidad lumnica mayor es la energa cintica que reciban los electrones, debera haber transferencia de energa al metal de manera ms rpida, y los electrones deben ser emanados con una mayor energa cintica.La energa cintica de los fotoelectrones es independiente de la intensidad luminosa

intervalo de tiempo entra la incidencia de la luz y la misin de los fotoelectrones.Con bajas intensidades de luz transcurre un tiempo medible entre el momento en que se enciende la luz, y el instante en que el fotoelectrn es despedido, en este tiempo el electrn absorbe la radiacin, antes de recibir la energa requerida para liberarse del metal.Los fotoelectrones son emitidos desde la superficie del emisor (placa metlica positiva), eficazmente (menos de 10^-9 segundos), despus de que la luz incide en la superficie del emisor, incluso con un abaja intensidad de luz

Dependencia de la emisin de electrones en relacin con la frecuencia de la luzlos foto electrones son expedidos del metal cuya luz incidente tenga una intensidad suficientemente altaNo hay emisin de electrones si la frecuencia est por debajo de la frecuencia de corte (fc) sin importar la intensidadde la luz

Dependencia de la energa cintica del fotoelectrn en relacin con la frecuencia de la luzLa energa cintica debe estar relacionada con la intensidad de la luz y no con la frecuenciaLa energa cintica mxima de los fotoelectrones se incrementa con el aumento de la frecuencia de la luz, caracterstico del material que est siendo iluminado.

NOTA 1:la energa se transfiere en un momento que incluye unsolo fotn y un solo electrn, comnmente.NOTA 2:los fotoelectrones emitidos del metal que no entran en colisin con otros del mismo antes de escapar tienen una energa cintica mxima. Se representa k sub Max. La energa cintica mxima de esos electrones liberados es igual a:

ECUACION DEL EFECTO FOTOELECTRICO :Kmx= hf-Funcin del trabajo: representa la energa mnima con la cual est el electrn unido al metal, se da en electrn volts. Cambio de energa potencial del sistema.K mx.: es el cambio de energa cinticahf: transmisin de energa hacia el sistema debido a la emisin electromagnticaEsta ecuacin indica que un fotn individual lleva una energa hf al interior del emisor, donde se transfiere esencialmente a un electrn. Parte de esta energa , llamada funcin de trabajodel material que es del emisor, seconsume al hacer que el electrn escape del emisor; yKmx es la energa mxima que el electrn pose una vez que sale del emisor

APLICACIONES EFECTO FOTOELECTRICOCmara fotogrfica:El sensor de imagen est compuesto por pequeos semiconductores de silicio, los cuales captan los fotones.Estos fotones desprenden electrones, los cuales se transformarn en una serie de valores (datos digitales) creando un pxel. Por lo tanto cada clula que desprenda el sensor de imagen se corresponde a un pxel, el cual, formar cada punto de la imagen. Cada punto de la imagen se forma dependiendo de la cantidad de luz que recibe la clula.

Foto celdas:Las foto celdas son usadas por ser elementos fotosensibles, se puede observar en las celdas solares que se cargan gracias a la luz solar, este fenmeno se rigepor el efecto fotoelctrico. Estas son usadas para el alumbrado publico

El efecto fotoelctrico tiene aplicaciones importantes. As, el llamadoefecto fotoconductores el incremento de la conductividad elctrica de un material al ser expuesto a la luz. Por ejemplo, el sulfuro decadmioes usado como sensor para farolas de alumbrado pblico, ya que al disminuir la intensidad de la luz se vuelve noconductor,obligando a la farola a encenderse. Lasclulas fotoelctricasson tambin usadas como sensores de puertas automticas, ya que el paso de una persona interrumpe el rayo de luz que mantiene el circuito abierto. La mayor aplicacin del efecto fotoelctrico son sin duda los paneles solares, que hacen uso declulasfotovoltaicas. stas se construyen con dos capas de semiconductores.Bajo la radiacin delsolse genera una ciertadiferencia de potencialentre ambas capas, que se traduce en la generacin de una corriente elctrica.Es muy curioso que en los lugares menos esperados o sin que siquiera lo notemos, las ideas revolucionarias de Einstein estn presentes. Las aplicaciones del efecto fotoelctrico las encontramos en: cmaras, en el dispositivo que gobierna los tiempos de exposicin; en detectores de movimiento; en el alumbrado pblico; como regulador de la cantidad de tner en las mquinas copiadoras; en las celdas solares muy tiles en satlites, calculadoras, y relojes. Las aplicaciones las encontramos, tambin, cuando asistimos a una funcin de cine ya que el audio que escuchamos es producido por seales elctricas que son provocadas por los cambios de intensidad de la luz al pasar por la pista sonora que viene en la cinta cinematogrfica. Pero es muy interesante que el efecto fotoelctrico se aplique en los alcoholmetros en donde la reaccin del alcohol con una sustancia de prueba provoca cambios de color los cuales son medidos por el dispositivo, la lectura nos permite entonces saber la concentracin de alcohol en el individuo. Estamos inmersos en un mundo tecnolgico que Einstein descubri para nosotros.