FísicaFácilCuestión · 1 pts

Efecto fotoeléctrico y cuantización

Castilla-La Mancha · 2013 · Junio · Opción B

Enunciado

El espectro visible se extiende entre la luz violeta (

\lambda_V = 4\cdot 10^{-7}\,\text{m}

) y la luz roja (

\lambda_R = 7\cdot 10^{-7}\,\text{m}

).

a) Comparar la energía de un fotón violeta con la energía de un fotón rojo.

b) Si la luz amarilla (

\lambda_A = 5{,}5\cdot 10^{-7}\,\text{m}

) es capaz de producir emisión fotoeléctrica en cierto metal, ¿habrá efecto fotoeléctrico cuando el metal se ilumine con luz roja? ¿Y con luz violeta?

Velocidad de la luz

c = 3\cdot 10^{8}\,\text{m/s}

. Constante de Planck

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

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;E_V = 1{,}75\,E_R\qquad \text{violeta: sí}\qquad \text{rojo: no se puede asegurar}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

E = hc/\lambda

. Hay efecto fotoeléctrico si la energía del fotón supera el trabajo de extracción; sabemos que la del fotón amarillo lo supera.

Desarrollo

E_V = \frac{hc}{\lambda_V} = \frac{6{,}63\cdot 10^{-34}\cdot 3\cdot 10^{8}}{4\cdot 10^{-7}} = 4{,}97\cdot 10^{-19}\ \text{J}\qquad E_R = \frac{hc}{\lambda_R} = 2{,}84\cdot 10^{-19}\ \text{J}

\frac{E_V}{E_R} = \frac{\lambda_R}{\lambda_V} = \frac{7}{4} = 1{,}75

b) Fotón amarillo:

E_A = hc/\lambda_A = 3{,}62\cdot 10^{-19}\,\text{J}

, y se sabe que

E_A \geq W_0

Violeta: $E_V > E_A \geq W_0$ . Sí hay efecto fotoeléctrico, seguro.
Rojo: $E_R < E_A$ . Con los datos no se puede asegurar: solo habrá emisión si $W_0 \leq 2{,}84\cdot 10^{-19}\,\text{J}$ (frecuencia umbral por debajo de la del rojo). Si el umbral está entre el rojo y el amarillo, no habrá.