Ejercicio P4 · Física PAU Murcia Extraordinaria 2024

P4 Se llama serie de Balmer a las transiciones de electrones al nivel 2 de energía del átomo de hidrógeno desde niveles excitados superiores. En un experimento tenemos una lámpara de hidrógeno y observamos fotones provenientes de dos transiciones distintas: una entre niveles separados por una diferencia de energía de $3{,}02\times 10^{-19}\text{ J}$ (transición A) y otra entre niveles separados por $7{,}78\times 10^{-19}\text{ J}$ (transición B). La luz proveniente de la lámpara se hace incidir contra una lámina de cesio, cuyo trabajo de extracción (o función trabajo) vale $2{,}1\text{ eV}$.

Datos: $h = 6{,}63\times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$; carga del electrón $= -1{,}6\times 10^{-19}\text{ C}$; masa del electrón $= 9{,}1\times 10^{-31}\text{ kg}$

a)

Determinar las frecuencias de los fotones emitidos en ambas transiciones atómicas. (1 punto)

b)

Razonar con la luz de qué transición, A o B, se producirá efecto fotoeléctrico en el cesio. (1 punto)

Transición A

Transición B

c)

Calcular la velocidad de los electrones emitidos en el caso anterior. (1 punto)