Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. junio 2022

PREGUNTA 7. Resuelva este problema:

En una celda fotoeléctrica, el cátodo se ilumina con una radiación de longitud de onda   m.

a)  Estudie si la radiación produce efecto fotoeléctrico, considerando que el trabajo de extracción corresponde a una frecuencia de .

b)  Calcule la velocidad máxima de los electrones arrancados y la diferencia de potencial que hay que aplicar entre el ánodo y cátodo para que se anule la corriente fotoeléctrica.

 

DATOS:

              

 

a)   Primero calculamos la longitud de onda de la radiación:

 

 

Calculamos ahora la energía de esta radiación y la que corresponde con el trabajo de extracción (frecuencia umbral) que es la mínima que produce efecto fotoeléctrico:

 

 

 

Como la energía de la radiación es mayor que la mínima necesaria para arrancar electrones () se produce efecto fotoeléctrico.

 

 

b)  Con la fórmula de Einstein del efecto fotoeléctrico podemos calcular la velocidad de los electrones arrancados:

 

 

 

 

Modificando el voltaje externo podemos invertir la polaridad de las placas y lograr que, aunque la radiación luminosa consiga arrancar fotoelectrones, estos no lleguen a la placa colectora. Al mínimo potencial que logra este efecto se le llama potencial de frenado. Lo calculamos porque el producto de la carga del electrón por este potencial coincide con la energía cinética máxima de los electrones arrancados: