Efecto fotoeléctrico

    Algunos metales, cuando sobre ellos incide un haz de luz, emiten electrones. Este fenómeno recibe el nombre genérico de efecto fotoeléctrico, y su explicación por Albert Einstein en 1905 fue uno de los episodios que desencadenaron el nacimiento de la disciplina conocida como mecánica cuántica.

    Para observar el efecto fotoeléctrico, basta con bombardear con luz un metal fotosensible y colocar frente a él una placa cargada positivamente, lo cual puede lograrse uniéndola al ánodo de una batería. En estas condiciones, el metal emite electrones (carga negativa), que son atraídos por la placa positiva, estableciéndose así una corriente eléctrica fácilmente detectable por algún aparato de medida (amperímetro, voltímetro, etc.).

    Experimentalmente, se observa que:

    1. Para cada metal fotosensible, el efecto sólo aparece si la frecuencia de la luz incidente es igual o mayor que un cierto valor, característico del metal, llamado frecuencia umbral.

    2. La intensidad de la corriente metal-placa es directamente proporcional a la intensidad de la radiación incidente.

    3. El efecto fotoeléctrico se produce instantáneamente.

    Antes de la explicación de Einstein, el primer hecho resultaba chocante con lo que cabría esperarse. En todo átomo del metal fotosensible, cualquiera de sus electrones está ligado a él por una fuerza electrostática, por lo que, si se desea arrancarle, habrá que suministrar una fuerza mayor que dicha fuerza.

    Si la energía de la radiación es incapaz de vencer la fuerza electrostática, cabría esperarse que, por acumulación, terminara siendo mayor que ella, provocando finalmente el desprendimiento del electrón al cabo de cierto tiempo. Sin embargo, esto no sucedía.

    Einstein sugirió que la energía luminosa se transmite (emite o absorbe) en cantidades discretas llamadas cuantos. Más adelante, estos cuantos de luz han sido denominados fotones. La teoría del efecto fotoeléctrico de Einstein justificaba lo observado, ya que si la luz no se absorbía de forma continua, sino discreta, la energía incidente no podía acumularse.

    El efecto fotoeléctrico se ha usado modernamente en multitud de realizaciones prácticas. Una de las más extendidas es el uso de sistemas de apertura y cierre automático de puertas, por ejemplo, en los grandes almacenes.