Septiembre 12/13, Opción A
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a)      Explicar en qué consiste el efecto fotoeléctrico y qué es el potencial de frenado (o de corte).

b)      Cuando se ilumina una célula fotoeléctrica con una radiación de longitud de onda λ1 = 410 nm, se observa que la velocidad máxima de los electrones emitidos es el doble que cuando la placa se ilumina con una radiación de longitud de onda λ2 = 500 nm. Determinar el trabajo de extracción. Calcular el potencial de frenado necesario para anular la corriente en ambos casos.

Datos:  h = 6,63 · 10-34 J s; c = 3,00·108 m/s; e = 1,6·10-19 C;  1 nm = 10-9 m

 

SOLUCIÓN

  1. Ver Junio 04/05, Opción A

 

  1. Si la velocidad máxima de los electrones es doble, su energía cinética máxima (½·m·v2) será 4 veces mayor.

Ecin. máx1  = 4·Ecin. máx2

Cómo hemos visto en el apartado anterior:

h·f1 = Wextraccion + Ecin. máx1 =  Wextraccion + 4·Ecin. máx2

h·f2 = Wextraccion + Ecin. máx2

Combinando ambas ecuaciones obtenemos:

Para calcular el potencial de frenado, debemos obtener las energías cinéticas máximas en cada caso:

Ecin. máx1 = h·f1 - Wextraccion = h·c / λ1 - Wextraccion = 1,164·10-19 J = 0,728 eV

Ecin. máx2 = h·f2 - Wextraccion = h·c / λ2 - Wextraccion = 0,291·10-19 J = 0,182eV

Que como podemos comprobar es 4 veces mayor en el primer caso que en el segundo

 Obtener los potenciales de frenado es trivial expresando la energía cinética máxima en eV

Vfrenado 1 = 0,728 V

Vfrenado 2 = 0,182 V