Supuesto 19
Enunciado
En un experimento sobre el efecto fotoeléctrico, una lámina metálica está iluminada con radiación monocromática de longitud de onda nm. Se observa que los electrones emitidos tienen una energía cinética máxima de 1,20 eV.
a) Calcula la frecuencia de la radiación incidente. (3 puntos) b) Determina la energía de los fotones incidentes en eV. (3 puntos) c) Calcula la función de trabajo del metal. (4 puntos) d) Determina la frecuencia umbral del metal. (4 puntos) e) Si se repite el experimento con una radiación de nm, indica si se producirá efecto fotoeléctrico y justifícalo cuantitativamente. (6 puntos)
(Datos: J·s; 1 eV J; m·s⁻¹)
Solución
a) Frecuencia.
b) Energía del fotón.
c) Función de trabajo. La ecuación de Einstein da
d) Frecuencia umbral.
que corresponde a nm, en el verde-amarillo: el metal responde a todo el visible por encima de esa longitud de onda (potasio y cesio tienen valores de este orden).
e) Con nm. La frecuencia es
Sí se produce efecto fotoeléctrico, aunque justo por encima del umbral. Cuantitativamente, J eV, y
Los electrones salen, pero con una energía cinética 8,8 veces menor que con 350 nm. Conviene subrayar lo que esto ilustra: aumentar la intensidad de la luz de 500 nm produciría más electrones pero igual de energéticos; lo que fija es solo la frecuencia. Es el argumento que la física clásica no podía explicar.
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