7/18/2019 Ejercicios efecto fotoeléctrico

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Ejercicios complementarios sobre Fotones y Efecto

Fotoeléctrico

Fotones:

1. ¿A qué velocidad debe moverse un electrón para que su energíacinética sea igual a la energía de un fotón de longitud de onda

5200

Å?2. ¿A qué velocidad debe moverse un electrón para que su cantidad

de movimiento sea igual a la cantidad de movimiento de un fotón

de longitud de onda5200

 Å?3. a cantidad de movimiento que transporta un !a" monocrom#tico

de fotones a través de una super$cie de 2

2cm

  durante %&'

minutos es scm g .10.3

  4−

. (allar& referida a este !a"& la energía queincide sobre la unidad de super$cie en la unidad de tiempo.

). ¿A qué temperatura la energía cinética de las moléculas de un gas

diatómico ser# igual a la energía del fotón de longitud de onda

410.89,5

  −

mm?'. *uando las energías son grandes es difícil crear las condiciones para

medir la dosis de radiación + o , en roentgen& por eso las normastoleran la utili"ación del roentgen como unidad de dosis para lsradiaciones cu-os cuantos tienen energías de !asta 3 e/. (allar lalongitud de onda límite de los ra-os + que pueden medirse en roentgen.

Efecto fotoeléctrico:

1. as le-es fundamentales del efecto fotoeléctrico fueronestablecidas por A. 0. tolietov en su obra nvestigacionesActinoeléctricas en el ao 1444. 5no de los resultados de suse6perimentos fue enunciado como sigue7 89roducen efecto de

descarga los ra-os m#s refrangibles cu-a longitud de onda es

menor de

610.295  −

 mm.: ;eterminar el traba<o de arranque delelectrón del metal con que operó A. 0. tolietov.

2. (allar el umbral fotoeléctrico característico del litio& sodio& potasio -cesio.

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3. =l umbral característico de cierto metal es igual a 2>'% Å. ¿ué valormínimo tendr# la energía del fotón que al incidir sobre el metal delc#todo producir# efecto fotoeléctrico?

). =l umbral característico de cierto metal es igual a 2>'% Å. (allar7a@ =l traba<o necesario para arrancar un electrón de este metal.b@ a velocidad m#6ima de los electrones arrancados de este metal por

radiación electromagnética de longitud de onda igual a 14%% Å.c@ =nergía cinética m#6ima de los electrones.

'. (allar la frecuencia de la lu" que arranca de la super$cie de un metalelectrones que son retenidos totalmente por un potencial retardador de3 /. =n este metal comien"a el efecto fotoeléctrico cuando la frecuencia

de la lu" que incide sobre él es de 6.1014s−1

. (allar el traba<o necesario

para arrancar un electrón de este metal.. (allar el valor del potencial retardador para los electrones emitidos

cuando se ilumina potasio con lu" de longitud de onda igual 33%% Å.>. Al producirse el efecto fotoeléctrico en una super$cie de platino el

potencial retardador resultó ser igual a %&4 /. (allar7a@ a longitud de onda de la radiación que se utili"ó.b@ a longitud de onda m#6ima con que aBn se puede conseguir el

efecto fotoeléctrico.4. os cuantos de lu" de energía )&C e/ arrancan de un metal electrones

reali"ando un traba<o de )&' e/. (allar el impulso m#6imo que setransmite a la super$cie del metal cada ve" que se desprende unelectrón.

C. *alcular la constante de 9lancD sabiendo que los fotoelectronesarrancados de la super$cie de un metal por lu" de frecuencia 2&2.

10

15

s

−1

 son retenidos totalmente por un potencial retardador de & /&

mientras que los arrancados por la lu" de frecuencia )&.   1015s−1

 lo son

por un potencial de 1&' /.1%.5na célula fotoeléctrica de vacío consta de un c#todo central& que es

una esferita de Eolframio - de un #nodo& formado por la super$cieinterna plateada de la ampolla. 5n potencial de contacto entre loselectrodos de %& / acelera los electrones que se desprenden. =stacélula fotoeléctrica se ilumina con lu" cu-a longitud de onda es de 2&3

10−7

 m.

a@ ¿ué potencial retardador !abr# que aplicar entre los electrodos paraque la corriente fotoeléctrica ba<e !asta cero?

b@ ¿ué velocidad alcan"arían los electrones al llegar al #nodo si entreel c#todo - el #nodo no se aplicara una diferencia de potenciale6terna?

11.=ntre los electrodos de la célula fotoeléctrica del problema anterior seaplica un potencial retardador de 1 /. ¿ué longitud de onda límite

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deber# tener la lu" incidente sobre el c#todo para que comience aproducirse el efecto fotoeléctrico?