Question

En un centro de estética disponen de una máquina de broncear con radiación ultravioleta. Hay que cambiar uno de los tubos fluorescentes porque se ha estropeado debido a su uso. El tubo a sustituir indica: «Luz UVA 300 nm 20 W 600 mm». Dado que la empresa fabricante de la máquina ha quebrado, se busca un tubo fluorescente compatible. Después de hacer una selección, se elige una lámpara que puede ser útil. En las especificaciones del producto elegido se lee: «Luz UVA 350 nm 20 W 600 mm T8 lámpara fluorescente». Como los dos tubos consumen la misma potencia, emiten el mismo número de fotones.

El aparato dispone de un dispositivo de seguridad basado en el efecto fotoeléctrico que apaga el fluorescente cuando el número de electrones emitidos por unidad de tiempo es superior a

2{,}50\times 10^{15}\ \text{s}^{-1}

. Este dispositivo está formado por una placa de sodio (la función de trabajo es

2{,}40\ \text{eV}

) y, con los tubos originales, el número de electrones que abandona la superficie de sodio por unidad de tiempo es

2{,}00\times 10^{15}\ \text{s}^{-1}

.

a) (1,25 puntos) Determine la energía cinética máxima de los electrones emitidos y la intensidad de corriente que abandona la superficie de sodio con los tubos originales.

b) (1,25 puntos) Determine cómo afecta el nuevo tubo al funcionamiento del dispositivo de seguridad.

Datos:

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

.

|e| = 1{,}602\times 10^{-19}\ \text{C}

.

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

.

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

.

Accepted Answer

\boxed{\;E_{C,	ext{máx}} = 2{,}78	imes 10^{-19}\ 	ext{J} = 1{,}74\ 	ext{eV}\;}\qquad \boxed{\;I = 0{,}320\ 	ext{mA}\;} \boxed{\;	ext{Con el tubo nuevo sigue habiendo efecto fotoeléctrico y el dispositivo funciona igual}\;}

Efecto fotoeléctrico y cuantización

Solución oficial