Efecto fotoeléctrico
Efecto Fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico fue descubierto a comienzos del siglo XX por el físico alemán Philipp Lenard. Lenard encontró que al exponer ciertos metales a la radiación electromagnética se producía la emisión de electrones desde la superficie metálica, como si la radiación los expulsase de los átomos, ionizando éstos. Si dichos electrones eran obligados a viajar a lo largo de un circuito, se establecía una corriente eléctrica (es decir, se generaba electricidad). La explicación del efecto desafió durante un cierto tiempo a los físicos, ya que se observaba que el número de electrones emitidos (la intensidad de la corriente generada), no aumentaba al cambiar la longitud de onda de la radiación; esto simplemente incrementaba la energía cinética de los electrones. Por contra, un aumento en la intensidad de la radiación sí provocaba la expulsión de más electrones.

La explicación fue dada unos años más tarde por Einstein al aplicar la entonces novedosa teoría cuántica de Planck. Si los fotones de la radiación electromagnética (los cuantos de Planck) no tenían una energía mínima, que era precisamente la energía que ligaba los electrones al átomo, el electrón no era expulsado. El umbral mínimo sólo era alcanzado con radiación de una cierta longitud de onda. Así, los átomos de cesio son ionizables utilizando luz visible, mientras que los de otros elementos requieren una radiación más energética, como el ultravioleta. Por encima del umbral energético mínimo, la energía sobrante era convertida en energía cinética, es decir, los electrones salían despedidos a mayor velocidad. Esto explicaba también que el incremento en la intensidad de la radiación no incrementase la velocidad de los electrones, ya que lo único que se hacía era aumentar el número de fotones, y por lo tanto, el número de electrones que salían despedidos. Einstein fue galardonado con el premio Nobel por su explicación del efecto fotoeléctrico (y no por la formulación de la Teoría de la Relatividad, como comúnmente se cree).

El efecto fotoeléctrico tiene aplicaciones importantes. Así, el llamado efecto fotoconductor es el incremento de la conductividad eléctrica de un material al ser expuesto a la luz. Por ejemplo, el sulfuro de cadmio es usado como sensor para farolas de alumbrado público, ya que al disminuir la intensidad de la luz se vuelve no conductor, obligando a la farola a encenderse. Las células fotoeléctricas son también usadas como sensores de puertas automáticas, ya que el paso de una persona interrumpe el rayo de luz que mantiene el circuito abierto. La mayor aplicación del efecto fotoeléctrico son sin duda los paneles solares, que hacen uso de células fotovoltaicas. Éstas se construyen con dos capas de semiconductores. Bajo la radiación del sol se genera una cierta diferencia de potencial entre ambas capas, que se traduce en la generación de una corriente eléctrica.

© Jacobo Cruces Colado,
(459 palabras) Créditos