Se observa que los fotones de una determinada frecuencia que inciden sobre una superficie metálica provocan la emisión de electrones de esta superficie. a) (1,25 puntos) Si mantenemos la intensidad de la luz constante y aumentamos la frecuencia de los fotones, ¿cómo varían el número de electrones emitidos y la energía de estos? Rodee la respuesta correcta en el recuadro siguiente y, a continuación, justifique las dos respuestas. | | | | | |---|---|---|---| | Número de electrones emitidos: | Disminuye | Se mantiene constante | Aumenta | | Energía de los electrones emitidos: | Disminuye | Se mantiene constante | Aumenta | b) (1,25 puntos) Determine la función de trabajo de los electrones emitidos sabiendo que el potencial de frenado es de 0{,}29\ \text{V} cuando la longitud de onda incidente es de 550\ \text{nm}. Exprese el resultado en eV. Datos: 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}.

FísicaFácil2,5 pts

Efecto fotoeléctrico y cuantización

Cataluña · 2022 · Septiembre

Enunciado

Se observa que los fotones de una determinada frecuencia que inciden sobre una superficie metálica provocan la emisión de electrones de esta superficie.

a) (1,25 puntos) Si mantenemos la intensidad de la luz constante y aumentamos la frecuencia de los fotones, ¿cómo varían el número de electrones emitidos y la energía de estos? Rodee la respuesta correcta en el recuadro siguiente y, a continuación, justifique las dos respuestas.


Número de electrones emitidos:	Disminuye	Se mantiene constante	Aumenta
Energía de los electrones emitidos:	Disminuye	Se mantiene constante	Aumenta

b) (1,25 puntos) Determine la función de trabajo de los electrones emitidos sabiendo que el potencial de frenado es de

0{,}29\ \text{V}

cuando la longitud de onda incidente es de

550\ \text{nm}

. Exprese el resultado en eV.

Datos:

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}

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Resultado

\boxed{\;\text{Número de electrones: constante}\;}\qquad \boxed{\;\text{Energía de los electrones: aumenta}\;}\qquad \boxed{\;W_0 = 1{,}97\ \text{eV}\;}

Ver la solución oficialla corrección de la PAU, con los puntos de cada paso

Solución oficial

Corrección oficial de la PAU de Cataluña (Generalitat de Catalunya), traducida del catalán. Las puntuaciones de cada paso son las de la pauta de corrección.

a)

0,65 p. El efecto fotoeléctrico se produce por la transferencia de energía de los fotones a los electrones. Si la intensidad de la luz es constante, el número de electrones emitidos será el mismo, porque el número de fotones que llega a la superficie es el mismo.

Número de electrones emitidos: se mantiene constante.

0,6 p. Al aumentar la frecuencia de los fotones también aumenta la energía que transfieren a los electrones y, por este motivo, la energía de los electrones emitidos será mayor.

Energía de los electrones emitidos: aumenta.

b)

0,3 p. Balance de energía:

E_C = hf - W_0 \Rightarrow W_0 = hf - E_C

0,3 p. El potencial de frenado nos permite calcular la energía necesaria para detener los electrones y, por tanto, la energía cinética que adquieren los electrones: