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TALLER No 2

EFECTO FOTOELECTRICO

Preguntas y ejercicios del 1 al 7 Tomado del libro INTRODUCCION A LA FISICA MODERNA (MAURICIO GARCIA – JEANNINE EWERT DE – GEUS)

PREGUNTAS

1. ¿Por qué la fotocorriente es proporcional a la intensidad de radiación electromagnética, aun desde el punto de vista clásico.
2. En el efecto fotoeléctrico al incidir radiación electromagnética sobre unelectrón ¿con que frecuencia oscilará?
3. ¿Qué representa la función trabajo?
4. ¿Es posible que por medio del efecto fotoeléctrico, un electrón quede en reposo sobre la superficie del metal? Explique
5. Como es la relación entre la frecuencia umbral y la función trabajo?, ¿Cree Ud que se esta haciendo una pregunta lógica y bien relacionada?
6. Según la teoría cuántica del efecto fotoeléctrico,como se explica: a) La frecuencia umbral? b) La independencia de la máxima energía cinética respecto a la intensidad de la radiación incidente c) La intensidad de la radiación incidente.
7. Si el electrón no estuviera ligado al átomo se daría el efecto fotoeléctrico? Explique.
8. Según la teoría cuántica, ¿Cómo es una luz más o menos intensa?
9. Cuando se dice que la radiación es altamenteenergética , se esta afirmando que:
a. Contiene un gran número de fotones por unidad de volumen
b. Viaja con mayor velocidad que la de la luz
c. Su longitud de onda es grande
d. Su frecuencia es muy grande
PROBLEMAS.

1. Determine a) la energía b) la masa relativista c) la cantidad de movimiento de un fotón, sabiendo que su longitud de onda es de 0.016 A°
Respuesta: a) 1,24x 10 -13J b) 1,3 x 10 -30 kg c) 4 x 10 -22 kg m/s
2. El umbral fotoeléctrico característico de cierto metal es de 2750 A°. Encuentre:
a) El trabajo necesario para extraer un electrón del metal
b) La máxima velocidad de los fotoelectrones liberados por luz de longitud de onda de 1800 A°
c) La energía cinética máxima de los fotoelectrones.

R/ a) 4.52 eV; b) 9,15 x10 5 m/s b) 2.38 eV
3. Al producirse efecto fotoeléctrico con platino, el contravoltaje resulto ser de 0.8 V. Encuentre:
a) La longitud de onda de la radiación utilizada
b) La longitud de onda máxima con la cual se puede conseguir efecto fotoeléctrico con este material. La función trabajo del platino es de 5.3 eV

R/ a) 2038 A° b) 2345 A°

4. Fotones de 4.9 eV de energía liberanelectrones de un metal realizando un trabajo de 4.5 eV. Encuentre la máxima cantidad de movimiento que se transmite a la superficie del metal cada vez que se desprende un electrón. R/ 3.41 x 10 -25 kg m/s
5. La longitud de onda umbral para la emisión fotoeléctrica en tungsteno es de 2300 A° ¿Cuál debe ser la longitud de onda de la radiación incidente para que los fotoelectronestenga una energía cinética máxima de 1.5 eV? R/ 1801 A°
6. Cuando se ilumina una superficie metálica con radiación de diferentes longitudes de onda, los contra voltajes de los fotoelectrones emitidos son los siguientes:

λ (10-7) m
3.66
4.05
4.36
4.92
5.46
4.79
ІVoІ (voltios)
1.48
1.15
0.93
0.62
0.36
0.24

Haga una gráfica del voltaje en función de la frecuencia y apartir de ella encuentre:
a) La frecuencia umbral
b) La función de trabajo del material
c) La razón h/e
d) El valor de la constante de Planck


7. Una celda fotoeléctrica tiene el cátodo de Wolframio (La placa M en la figura 3.2) y el colector de plata, de manera que entre ellos existe un potencial de contacto de 0.6 V. Si la celda fotoeléctrica se ilumina con radiación de longitud de ondaigual a 2.3 x 10 -7 m:
a) ¿Qué contravoltaje habrá que aplicar entre los electrodos para que la corriente sea nula?
b) ¿Cuál es la velocidad de los fotoelectrones emitidos si entre los electrodos no se aplica una diferencia de potencial externa?
c) Si entre los electrodos se aplica una contravoltaje de 1V ¿Qué longitud de onda debe tener la radiación incidente para que comience a producirse...