Fisica

ANDALUCÍA / SEPTIEMBRE98. LOGSE / FÍSICA / FÍSICA MODERNA / OPCIÓN A/ Nº 2

2. a) Describa brevemente el modelo corpuscular de la luz. ¿Puede explicar dicho modelo los fenómenos de interferencia luminosa? b) Dos rayos de luz inciden sobre un punto. ¿Pueden producir oscuridad? Explique razonadamente este hecho. a) El modelo corpuscular de la luz indica que la energía que transporta una ondaelectromagnética es proporcional a su frecuencia. Esto hace que la luz no se pueda estudiar siempre como una onda y que sea necesario considerarla como una especie de partícula. El hecho de que en ocasiones una onda electromagnética pueda considerarse como partícula no impide que existan fenómenos puramente ondulatorios como la interferencia, pero no los pueden explicar. b) Dos ondas luminosas puedenproducir oscuridad en un punto si llegan a él con un desfase de 180º. En estas circunstancias el signo de una onda y el de la otra son distintos, pero el módulo de ambas coincide. De esta manera las ondas se contrarrestan, produciendo una intensidad nula en el punto considerado, y por tanto, oscuridad.

ANDALUCÍA / JUNIO 01. LOGSE / FÍSICA / FÍSICA MODERNA

Problema 34 Al incidir luz delongitud de onda λ = 620 · 10-9 m sobre una fotocélula se emiten electrones con una energía máxima de 0,14 eV. a) Calcula el trabajo de extracción y la frecuencia umbral de la fotocélula. b) ¿Qué diferencia cabría esperar en los resultados del apartado a) si la longitud de onda fuera el doble? Datos: h = 6,6 · 10-34 J s; e = 1,6 · 10-19 C; c = 3 · 108 m s-1.

a) La energía de la luz se reparte entrela función de trabajo del material y la energía cinética del electrón: Eluz = W + Ek W = hc 6,6 · 10 -34 · 3 ·10 8 − Ek = − 0,14 ·1,6 ·10 -19 = 2,97 · 10 -19 J -9 λ 620 · 10

b) La energía de la luz de longitud de onda doble es: hc 6,6 · 10 -34 · 3 · 10 8 W = = = 1,59 ·10 -19 J -9 2λ k 2 · 620 · 10 Se trata de un valor inferior al de la función de trabajo, y por tanto no se extraerá ningúnelectrón.

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PROBLEMA 35
ANDALUCÍA / JUNIO99. LOGSE / FÍSICA / FÍSICA MODERNA / OPCIÓN A / Nº 4

Un haz de luz de longitud de onda 546 · 10-9 m penetra en una célula fotoeléctrica de cátodo de cesio, cuyo trabajo de extracción es de 2 eV. a) Explica las transformaciones energéticas en el proceso de fotoemisión y calcula la energía cinéticamáxima de los electrones emitidos. b) ¿Qué ocurriría si la longitud de onda incidente en la célula fotoeléctrica fuera el doble de la anterior? Datos: h = 6,62 · 10-34 J · s; e = 1,6 · 10-19 C; c = 3 · 108 m · s-1 a) La energía de la luz, cuyo valor es E = h · ν, se emplea en arrancar un electrón del material. Si la energía de la luz fuera menor que la función de trabajo del material no se extraeráun electrón. Por contra, si la energía es mayor, el resto de la energía se emplea en proporcionar energía cinética al electrón. h · ν = W + Ek h·c 6, 62 · 10 -34 · 3 · 10 8 Por tanto: E k = −W= − 2 · 1,6 · 10 -19 = 4,37 · 10 -20 J -9 λ 546 · 10 b) Si la longitud de onda fuera el doble la ecuación sería: h·c 6, 62 · 10 -34 · 3 · 10 8 Ek = −W= − 2 · 1,6 · 10 -19 = −1,38 · 10 -19 J -9 λ 1 092 · 10Como la energía de la luz incidente es menor que la de extracción de los electrones, no se producirá el efecto fotoeléctrico.

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PROBLEMA 36
ANDALUCÍA / JUNIO 03. LOGSE / FÍSICA / FÍSICA MODERNA / OPCIÓN A / CUESTIÓN 4

OPCIÓN A 4. Un haz de luz de longitud de onda 477·10- 9 m incide sobre una célula fotoeléctrica de cátodo de potasio,cuya frecuencia umbral es 5,5·1014 s- 1. a) Explique las transformaciones energéticas en el proceso de fotoemisión y calcule la energía cinética máxima de los electrones emitidos. b) Razone si se produciría efecto fotoeléctrico al incidir radiación infrarroja sobre la célula anterior. (La región infrarroja comprende longitudes de onda entre 10- 3 m y 7,8·10- 5 m). h = 6,6 ·10- 34 J s ; c = 3·108...