Descripción de la tarea
Estatua de Albert Einstein en el Parque de las Ciencias de Granada.
Fotografía de Frobles bajo licencia GFDL
¿Quieres descubrir cuánto influyen en nuestra vida cotidiana los descubrimientos de Albert Einstein? En este artículo de "El País" puedes encontrar muchos ejemplos. Te recomendamos que lo leas aunque no es imprescindible para realizar esta tarea. En ella vas a estudiar un efecto que Einstein explicó y que es la base del funcionamiento de las células fotoeléctricas que detectan la presencia de objetos, impiden el cierre de la puerta de un ascensor mientras estamos pasando o hace que se abra una puerta por la que queremos pasar sin más que ponernos delante de ella.
Para realizar esta tarea vamos a utilizar una animación de la web PhET Simulations de la Universidad de Colorado. Haz clic aquí para descargar la animación. Una vez descargada haz doble clic sobre el archivo descargado para ejecutarla en tu navegador.
| Click to Run |
Elige en la esquina superior derecha de la animación un metal cualquiera de los cinco que te ofrecemos.
- Manipula la animación variando la longitud de onda de la luz incidente y rellena la siguiente tabla con datos y observaciones.
Metal:
| Longitud de onda(nm) | |||||||||
| Intensidad de la luz | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% |
| Diferencia de potencial aplicada (V) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ¿Hay emisión de electrones? |
- ¿Qué ocurre por debajo de cierta longitud de onda?
- La emisión de electrones se produce para… ¿longitudes de onda grandes o pequeñas? ¿Para frecuencias grandes o pequeñas?
- ¿Qué explicación da Einstein a este hecho?
- Define qué es la longitud de onda de corte y la energía umbral.
- Determina con la animación el valor de la longitud de onda de corte y la energía umbral.
- Con la longitud de onda en un valor que permita la emisión de electrones del metal, haz variar la intensidad de la luz. ¿Qué ocurre con la cantidad de electrones arrancados?¿Se puede afirmar que a mayor intensidad de la luz el número de electrones arrancados aumenta?
- ¿Cuál es el valor de la energía de los fotones incidentes para esa longitud de onda?
- Sin variar la longitud de onda de la luz incidente, aplica una diferencia de potencial hasta que consigas anular la intensidad de corriente medida por el amperímetro. ¿Cuánto vale dicho potencial?Explica por qué se anula la corriente.
- A partir del potencial de frenado aplicado, calcula la energía cinética máxima de los electrones arrancados así como su velocidad.
- ¿En qué se transforma la energía de los fotones incidentes?
- Realiza un balance de energía y determina el valor teórico del potencial de frenado para el metal escogido. ¿Coincide con el que has obtenido en la animación?
- ¿Los electrones emitidos son partículas u ondas? En caso afirmativo de que se comporten como ondas, ¿puedes calcular su longitud de onda?
- Busca información en los contenidos sobre el principio de incertidumbre de Heisenberg y explícalo brevemente.
- ¿Qué ocurre si conocemos con mucha precisión la velocidad de uno de los electrones emitidos por el metal según dicho principio?