Pregunta 4 · Física PAU Galicia Extraordinaria 2023

Tema: Física cuántica: efecto fotoeléctrico y dualidad onda-corpúsculo · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

PREGUNTA 4. Desarrolle esta práctica:

Al iluminar la superficie de un metal con luz de longitud de onda 280 nm280\ \text{nm}, la emisión de fotoelectrones cesa para un potencial de frenado de 1,3 V1{,}3\ \text{V}.

a)

Determine la función trabajo del metal y la frecuencia umbral de emisión fotoeléctrica.

b)

Represente la gráfica energía cinética – frecuencia y determine el valor de la constante de Planck a partir de dicha gráfica.

DATOS: h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63\cdot 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}; c=3⋅108 m⋅s−1c = 3\cdot 10^8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-1}; ∣qe∣=1,6⋅10−19 C|q_e| = 1{,}6\cdot 10^{-19}\ \text{C}.

Enunciado: Pregunta 4 · Física PAU Galicia Extraordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Determine la función trabajo del metal

Solución: 5,02⋅10−195{,}02\cdot 10^{-19} J / 3,143{,}14 eV

a) Determine la frecuencia umbral de emisión fotoeléctrica.

Solución: 7,57⋅10147{,}57\cdot 10^{14} Hz

b) Determine el valor de la constante de Planck a partir de dicha gráfica.

Solución: 6,65⋅10−346{,}65\cdot 10^{-34} J·s / 6,63⋅10−346{,}63\cdot 10^{-34} J·s

b) Represente la gráfica energía cinética – frecuencia

Solución: La gráfica de EkE_k frente a ff es una recta de pendiente hh que corta al eje de abscisas en la frecuencia umbral f0=7,57⋅1014 Hzf_0 = 7{,}57\cdot 10^{14}\ \mathrm{Hz}: <table class="exam-table compact"> <thead><tr><th>f (1014 Hz)f\ (10^{14}\ \mathrm{Hz})</th><th>Ek (10−19 J)E_k\ (10^{-19}\ \mathrm{J})</th></tr></thead> <tbody> <tr><td>7,577{,}57</td><td>00</td></tr> <tr><td>10,710{,}7</td><td>2,082{,}08</td></tr> </tbody> </table>

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