Fotoelectricidad en la vida diaria

Los fotones golpean los metales innumerables veces en nuestra experiencia diaria. Entonces, ¿por qué los fotoelectrones no salen de la superficie del metal y causan corriente?

Anécdota: Solía ​​recibir con frecuencia descargas estáticas de los tornillos metálicos que sujetaban los toboganes de plástico en cierto patio de recreo. Pero solo las que estuvieron expuestas al sol...

Respuestas (5)

Los metales que se utilizan en los experimentos fotoeléctricos pertenecen al primer grupo de la tabla periódica. A menudo se les llama metales alcalinos.

Tienen la naturaleza electropositiva más alta en sus respectivos períodos. Esto los convierte en los más reactivos.

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Cualquier metal reactivo no existiría en la naturaleza en su estado elemental. Entonces, estos metales se oxidan con el oxígeno presente en el aire. Esto crea una capa de óxido en su superficie. Debido a esta capa, los metales pierden su brillo. Esta capa protege el metal interior de una mayor oxidación o reacción. Pero si quitas esta capa, puedes volver a ver el metal brillante.

Entonces, la mayoría de los metales que ves no son realmente puros. Existen como óxidos o sales. Hay metales no reactivos como el oro (Función de trabajo 5.10 mi V – 5.47 mi V ) que existen en estado metálico puro pero su función de trabajo es bastante alta en comparación con metales altamente reactivos como el cesio (función de trabajo 1.95 mi V ).

Los metales son reactivos debido a su tendencia a perder donantes de electrones. Por lo tanto, si un metal no es reactivo, es probable que tenga una función de trabajo elevada.

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La luz, algo de infrarrojo, algo de ultravioleta y microondas atraviesan la atmósfera y alcanzan la superficie de la Tierra. Los rayos gamma, los rayos X, la mayoría de los ultravioleta y algunos de los infrarrojos son absorbidos por la atmósfera y no llegan a la superficie de la Tierra. La mayor parte de la radiación de alta energía que es capaz de causar fotoemisión ni siquiera llega a la superficie de la Tierra.

Puede haber muchos otros factores que participan activamente en este caso. Creo que toda esta información debería ser suficiente para responder a su pregunta. ¡Salud!

Entonces, no causan corriente porque ya no reaccionan, pero si elimina la capa externa por completo, ¿deberían dar corriente?
Necesitas que la luz alcance el metal, para poder observar la fotoemisión. La capa de óxido no deja pasar la luz. Pero si quitas la capa de óxido y usas el metal para el experimento, comenzará a emitir electrones nuevamente.
@Mitchell, ¿qué sucede entonces con la luz dentro de la capa de óxido? No puede ser completamente absorbido allí, ¿verdad? Pero las propiedades reflectantes de la capa de óxido (en el rango óptico) deberían ser peores que las del metal puro debajo
Si la capa de óxido refleja menos, absorbe más. El no transmisor que es un mal reflector es un buen absorbente.
Muchos metales comunes (Fe, Al, Zn, en latón) tienen funciones de trabajo correspondientes a las longitudes de onda NUV, que son comunes en la luz solar.
@ChrisH, Entonces ocurrirá el efecto. Pero no lo suficiente como para crear una fotoemisión intensa.

A veces, los efectos se hacen visibles en la electrónica.

Un ejemplo es el caso en el que Raspberry Pi 2 podría bloquearse con la linterna de la cámara :

Upton explicó que el material semiconductor utilizado para fabricar el regulador de potencia estaba sujeto a un efecto fotoeléctrico cuando lo golpeaba la luz, y si se le disparaba suficiente luz de la energía adecuada, "perturbaría" el dispositivo, lo que provocaría que girara solo. apagado.

Esos fueron promovidos de la banda de valencia a la banda de conducción dentro del silicio, de hecho, cada fotodiodo en cada dispositivo que tiene un control remoto, cada cámara CCD o CMOS también sería un ejemplo. editar: oh, hablé demasiado pronto :-)

Lo hacen, pero es demasiado pequeño para notarlo a escala humana.

En la escala de la electrónica, absolutamente puedes verlo. Tenemos fotorresistores y fotodiodos que se basan en este efecto. Sin embargo, debe medir esto con un multímetro y observar los cambios de resistencia: es demasiado pequeño para que se perciba como un choque estático.

Para otro uso que ahora está obsoleto... Antes de que tuviéramos memoria flash, usábamos EPROM para almacenar programas en dispositivos electrónicos. En producción, podría tener una ROM producida en masa (si estuviera ganando millones) o usar una PROM programable una sola vez, pero durante el desarrollo siempre necesitaba una EPROM.

La característica clave de una EPROM es que puede programarse eléctricamente, pero la luz (específicamente la luz ultravioleta) la borra. El efecto fotoeléctrico provoca una acumulación de carga en todas partes, lo que hace que todas las puertas vuelvan a su estado inicial. Luego se pueden programar eléctricamente, lo que coloca una carga en las puertas de una manera específica. El chip EPROM en realidad tiene una ventana transparente en el centro del dispositivo para exponer las puertas para borrar. Y una vez que había programado una EPROM, necesitaba cubrir la ventana, de lo contrario, los rayos UV de la luz del día o los tubos fluorescentes borrarían su programa.

Sí, se observa un efecto fotoeléctrico. Los fotoelectrones salen y forman una capa cargada negativamente sobre la superficie del metal.

Esto evita que se emitan más fotoelectrones. Además, para hacer que los fotoelectrones viajen, necesita una placa de ánodo/receptora. Finalmente, la corriente fotoeléctrica se detiene...

No hay evidencia de tal capa.
¿ Una capa cargada negativamente sobre la superficie del metal ? Entonces, ¿en el aire? Entonces, ¿qué lo mantiene cerca del metal, pero no tan cerca como para que se vuelva a combinar?
Creo que está hablando de la ley de Gauss.

Una corriente fotoeléctrica solo surgirá y se notará en circunstancias especiales. Heinrich Hertz notó un efecto de la luz ultravioleta en sus chispas. Hallwachs luego demostró que la luz de una lámpara de arco de carbón descargaría electrómetros de pan de oro cargados negativamente cuando la luz incidiera en una placa de zinc conectada a ella. (El zinc tiene una función de trabajo relativamente baja entre las superficies que son estables en el aire).

La luz interior común no causará la fotoemisión de los artículos domésticos de metal comunes. Además, cuando no hay campo, no fluiría corriente incluso si la energía del fotón fuera lo suficientemente alta. El único contexto en el que soy consciente de los posibles problemas es la nave espacial.