Cuestión 8 - Física del siglo XX · Física PAU Valencia Ordinaria 2023

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

Enunciado

CUESTIÓN 8 - Física del siglo XX

El potencial de frenado de una célula fotoeléctrica es nulo cuando la luz incidente tiene la longitud de onda umbral, λ0=540 nm\lambda_0 = 540\ \mathrm{nm}. Determina la frecuencia umbral. Obtén la expresión del potencial de frenado ΔV\Delta V en función de la frecuencia ff de la luz incidente y explica en qué te basas para deducirla.

Datos: carga eléctrica elemental, q=1,6⋅10−19 Cq = 1{,}6\cdot 10^{-19}\ \mathrm{C}; constante de Planck, h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63\cdot 10^{-34}\ \mathrm{J\cdot s}; velocidad de la luz en el vacío, c=3⋅108 m/sc = 3\cdot 10^{8}\ \mathrm{m/s}.

Enunciado: Cuestión 8 - Física del siglo XX · Física PAU Valencia Ordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Determina la frecuencia umbral.

Solución: f0≈5,56⋅1014f_0 \approx 5{,}56\cdot 10^{14} Hz / 5,56⋅10145{,}56\cdot 10^{14} s⁻¹

Obtén la expresión del potencial de frenado ΔV en función de la frecuencia f de la luz incidente y explica en qué te basas para deducirla.

Solución: ΔV=hq (f−f0)=4,14⋅10−15 f−2,30  (ΔV en V,f en Hz)\Delta V = \frac{h}{q}\,(f - f_0) = 4{,}14\cdot 10^{-15}\, f - 2{,}30\ \ (\Delta V \text{ en V}, f \text{ en Hz})

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