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[Música]
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[Aplausos]
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los orígenes de la mecánica cuántica
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en ciencia en toda la ciencia Vale
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cuando se intenta explicar un fenómeno
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muchas veces la explicación que se da no
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es la correcta
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y otro científico que vienen detrás pues
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van puliendo esa explicación hasta que
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se llega a una explicación más o menos
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correcta Vale pues
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hubo tres fenómenos que la física
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clásica no era capaz de explicar
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son unos fenómenos que se estudiaban en
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el laboratorio y con las ideas de la
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física clásica eran imposibles de
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explicar
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estos tres fenómenos son la radiación
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del cuerpo negro el efecto fotoeléctrico
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y los espectros atómicos vale
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y la explicación que se le dio a estos
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tres fenómenos fueron los que condujeron
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hacia la física moderna la mecánica
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cuántica vale actual bien radiación del
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cuerpo negro que es un cuerpo negro es
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lo primero que tendremos que preguntarme
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Qué es la radiación de un cuerpo negro
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Bueno pues aquí está muy muy resumido
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recibe este nombre la radiación que
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emite un cuerpo cuyo interior está a muy
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alta temperatura
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Qué pasó cuando se empezó a estudiar
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esta radiación del cuerpo negro que no
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hubo manera de explicarla con la física
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clásica pues lo que pasó era esto
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los científicos de la época
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pensaban que la radiación se tenía que
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emitir de forma continua cuando yo tenía
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una fuente de radiación una fuente de
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luz pues tenía que emitir todas las
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longitudes de onda vale Y además de por
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todo contigo
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Qué pasa que cuando se empieza a
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estudiar la luz que emite un cuerpo a
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muy alta temperatura y se empieza a
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analizar esa luz veo que hay una
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longitudes de onda y otras no
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Y eso para la época era una cosa muy
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novedosa muy extraña y que no había
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manera de explicarlo con la física
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clásica luego la física clásica falla al
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intentar explicar que un cuerpo a muy
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alta temperatura emite luz de forma
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discontinua
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la solución a esto
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la dio plana vale plan dijo Vale pues la
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radiación se va a emitir un cuerpo va a
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emitir radiación en forma de pequeño
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paquetes de energía que él llamó cuantos
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vale pequeños paquetes de energía que él
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llamó cuantos lo tenéis aquí
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que es la hipótesis de plan la energía
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se emite en forma de paquetes que plan
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llamó cuantos la energía se emitía Por
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consiguiente de forma discontinua en
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pequeños paquetitos de energía
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paquetitos que tenían una longitud de
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onda concreta Por consiguiente Pues yo
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puedo tener un paquetito de energía con
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una longitud de onda determinada otro
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paquetito con una longitud de onda
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distinta otro paquetito una longitud de
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donde distinta luego la emisión de
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radiación era estaba cuantizada se
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emitía en forma de paquetitos y cada uno
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de esos paquetitos de energía
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su energía se podía calcular mediante
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esta ecuación tan simple dice que la
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energía de cada uno de estos cuantos
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vendrá dada por h que es la constante de
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plan por la frecuencia de acuerdo y aquí
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tenemos el valor de la constante de plan
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6,62 por 10 elevado menos 34 Julio por
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segundo bien
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plan introdujo una primera idea cuántica
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fundamental la radiación se emite de
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forma discontinua algo que para los
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científicos de la época era impensable
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segundo fenómeno que no se podía
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explicar con la física de aquella época
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el efecto fotoeléctrico vale el efecto
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fotoeléctrico con la física clásica era
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imposible de explicarse
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Henry herz en el
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1888 descubrió que cuando incedía luz de
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una determinada característica sobre
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determinados metales se arrancaban
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electrones vale Esto es lo que se conoce
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como el efecto fotoeléctrico arrancar
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electrones con luz de la superficie de
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determinados metales
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bien
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Qué características tenían
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tenía este fenómeno qué tenía que
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ocurrir pues las características las
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siguientes solo se produce cuando la luz
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incidente tiene una frecuencia mínima
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o sea yo puedo arrancar electrones
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siempre y cuando la radiación con la que
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yo estoy bombardeando a estos electrones
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en la superficie del metal tenga una
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frecuencia mínima dicha otra manera una
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energía mínima si no tienen esa energía
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no se pueden arrancar los electrones
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esto para la física clásica era un
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desastre en física clásica se pensaba
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que yo aunque le esté bombardeando con
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luz de muy poca energía
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ese electrón va a ir acumulando
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acumulando acumulando energía de forma
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que he llegado un punto va a tener
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energía suficiente y se va a escapar
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vale era como llenar un vaso de agua te
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va llenando se va llenando se va
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llenando hasta que se llena vale pero
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claro eso no ocurría eso no ocurría
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cuando yo bombardeaba con fotones de una
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frecuencia
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más pequeña de menor energía por mucho
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intensidad por muchos fotones que yo
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lanzara no conseguíamos arrancar
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en los electrones
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segunda cosa que pasaba la energía
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cinética de los electrones emitidos solo
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depende de la frecuencia de la luz
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incidente
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si yo lanzo luz con una frecuencia
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determinada los electrones saldrán con
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una energía determinada
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si lanzó luz con una energía distinta
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Pues los electrones saldrán con una
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energía distinta vale la energía
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cinética de esos electrones que son
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arrancados únicamente depende de la
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energía de la energía del fotón de la
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luz incidente y no del número de fotones
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que yo lanzara
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Y luego el número de electrones emitidos
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depende de la intensidad de la radiación
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incidente
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de la intensidad o sea del número de
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fotones De cuántos que yo lanzaba a
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mayor número de fotones mayor número de
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electrones siempre y cuando esos fotones
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tengan la energía
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mínima la frecuencia mínima tiene que
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estar por encima de la frecuencia umbral
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Bueno pues la física clásica cuando
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intenta explicar estos tres estas tres
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características de
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del efecto fotoeléctrico no da ni una
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falla de acuerdo falla Por consiguiente
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hubo que buscar una nueva explicación y
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aquí empezó una nueva vale una nueva
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idea cuántica acordaros que estamos
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viendo los orígenes de la teoría
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cuántica y quién fue responsable de esto
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O sea empezó este hombre con el tema de
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El que lo descubrió el efecto
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fotoeléctrico pero fue Albert Einstein
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en 1905 en que dio una explicación al
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efecto fotoeléctrico vale Y para eso lo
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que lo que ahí está en tuvo que hacer es
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ideas de otros científicos que
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habían estado Antes que él concretamente
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las ideas de plan vale te dice la luz
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está constituida por una serie de
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partículas llamadas fotones cuya energía
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es igual a H por la frecuencia
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vale o sea dijo vale lo que dijo plan me
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lo creo y voy más para allá la luz está
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formada por partículas esas partículas
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se llaman fotones y su energía es H por
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la frecuencia
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y Cómo explicó ahora todo lo que ocurría
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con el efecto fotoeléctrico Pues con
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esta formulita tan sencilla
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la energía
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del fotón incidente de la partícula que
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llega a la superficie del metal
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se va a gastar en qué una parte en
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arrancarlo esto lo que se llama el
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trabajo de extracción vale una parte en
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arrancarlo Pues claro el electrón está
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atado al metal tengo que tener una
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energía mínima para arrancarlo
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y El Sobrante se queda acumulado en
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forma de energía cinética en el electrón
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Bueno lo podemos poner también así
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puesto puesto
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desarrollando un poquito esto pues H por
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la frecuencia que es la energía del
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fotón incidente será H por la frecuencia
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umbral que se leen energía la frecuencia
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mínima que que necesito para poder
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arrancar el electrón más un medio de la
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masa por la velocidad al cuadrado
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vale aquí tenéis un dibujito en el que
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queda más o menos explicado el efecto
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fotoeléctrico llega energía en forma de
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fotón incide sobre un electrón y ahora
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si la energía del fotón incidente es
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menor que la energía umbral que la
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energía para arrancar ese electrón no se
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arrancan electrones es decir la energía
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que llega no es suficiente ni para
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arrancarlo no se arrancan electrones
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si la energía del fotón incidente es
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igual a la energía necesaria para
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arrancarlo pues entonces si se arrancar
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electrones pero esos electrones van a
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tener una energía cinética cero porque
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arranca toda la energía que llevaba el
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fotón incidente la he gastado en
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arrancarlo luego no me ha sobrado nada
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para darle energía cinética al electrón
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y en el caso de que la energía del fotón
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incidente sea mayor que la energía
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mínima para arrancarlo pues tendré
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energía para arrancarlo y un Sobrante
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que se va a quedar acumulado en forma de
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energía cinética en el electrón de
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acuerdo y por último a mayor intensidad
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de la radiación incidente la intensidad
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es el número de fotones o sea si yo
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tengo 10 fotones si dobro la intensidad
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ahora tengo 20 si la vuelvo a doblar
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ahora tengo 40 luego la intensidad es
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una forma de medir el número de fotones
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que inciden
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luego a mayor intensidad de la radiación
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incidente obviamente mayor número de
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fotones si estos fotones tienen energía
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suficiente para arrancar electrones Pues
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arrancarán un mayor número de electrones
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esto explica una de las características
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que vimos que aumentar la intensidad
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de la radiación no provocaba arrancar
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electrones y esta no tenía energía
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suficiente
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pero una vez que los arrancaba
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la mayor intensidad Los Naranjos son más
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electrones
