Ejercicio A.4 · Física PAU País Vasco Ordinaria 2024

Tema: Física cuántica: efecto fotoeléctrico y dualidad onda-corpúsculo · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

A.4.- Fotones de 150 nm de longitud de onda inciden sobre una placa metálica produciendo la emisión de electrones. Si el potencial de frenado es de 1,25 V, determina:

Datos:

• Valor absoluto de la carga del electrón, e=1,6⋅10−19 Ce = 1,6 \cdot 10^{-19}\text{ C}

• Constante de Planck, h=6,63⋅10−34 J sh = 6,63 \cdot 10^{-34}\text{ J s}

• Velocidad de la luz en el vacío, c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\text{ m s}^{-1}

• Masa del electrón, me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9,1 \cdot 10^{-31}\text{ kg}

a)

La energía de los fotones incidentes, y la energía cinética máxima de los electrones emitidos.

b)

La longitud de onda asociada a los electrones emitidos con la energía cinética máxima.

c)

Suponiendo que al duplicar la frecuencia de los fotones incidentes, el potencial de frenado pasa a ser 9,54 V, estima el valor de la constante de Planck.

Enunciado: Ejercicio A.4 · Física PAU País Vasco Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) La energía de los fotones incidentes

Solución: 1,33⋅10−18 J1{,}33\cdot 10^{-18}\text{ J}

a) La energía cinética máxima de los electrones emitidos

Solución: 2⋅10−19 J2\cdot 10^{-19}\text{ J}

b) La longitud de onda asociada a los electrones emitidos con la energía cinética máxima

Solución: 1,1⋅10−9 m1{,}1\cdot 10^{-9}\text{ m}

c) Suponiendo que al duplicar la frecuencia de los fotones incidentes, el potencial de frenado pasa a ser 9,54 V, estima el valor de la constante de Planck

Solución: 6,63⋅10−34 J s6{,}63\cdot 10^{-34}\text{ J s}

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