Ejercicio P7 · Física Selectividad Cataluña Setembre Serie 2 2023

Volem construir un sensor de radiació ultraviolada que sigui sensible a radiacions de longitud d'ona de $300\text{ nm}$. Decidim utilitzar l'efecte fotoelèctric com a principi del sensor. Així doncs, utilitzarem una cèl·lula fotoelèctrica que emeti electrons. Per al bon funcionament d'aquesta cèl·lula, cal que l'energia mínima dels electrons emesos sigui d'$1\text{ eV}$.

Dades:

$1\text{ eV} =$ $1{,}602 \times 10^{-19}\text{ J}$

$c =$ $3{,}00 \times 10^8\text{ m s}^{-1}$

$h =$ $6{,}63 \times 10^{-34}\text{ J s}$

a)

Calculeu la longitud d'ona llindar del material que hauríem d'utilitzar per a construir la cèl·lula. [1,25 punts]

b)

Empleneu la taula de sota amb els valors de la longitud d'ona llindar dels tres materials donant el resultat en nanòmetres. Si podem triar un dels tres materials mostrats a la taula de sota per a construir la cèl·lula, quin triaríeu? Justifiqueu la resposta. [1,25 punts]

Element

Símbol

Funció de treball (J)

Longitud d'ona llindar (nm)

tungstè

W

$8{,}36 \times 10^{-19}$

magnesi

Mg

$5{,}86 \times 10^{-19}$

potassi

K

$3{,}67 \times 10^{-19}$