Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Septiembre 2015

P1.    La frecuencia límite del Wolframio es   Hz.

a)   Justifica que, si se ilumina su superficie con luz de longitud de onda de   m, se emiten electrones.

b)  Calcula la longitud de onda incidente para que la velocidad de los electrones emitidos sea de  .

c)   ¿Cuál es la longitud de onda de De Broglie asociada a los electrones emitidos con la velocidad de  ?

(Datos:  )

a)    Primero vamos a calcular la energía mínima necesaria para arrancar electrones al Wolframio, es decir, el trabajo de extracción:

A partir de la longitud de onda de la radiación, calculamos su frecuencia:

Y con esta frecuencia, calculamos la energía de esta radiación:

Como vemos la energía de la radiación es mayor que el trabajo de extracción (), por lo tanto se va a producir efecto fotoeléctrico y se van a emitir electrones del metal.

b)   Despejando de la fórmula del efecto fotoeléctrico, podemos calcular la frecuencia incidente:

Y con la frecuencia calculamos la longitud de onda de esa radiación incidente:

c)  De Broglie relacionó la longitud de onda con la cantidad de movimiento de la partícula, mediante la siguiente fórmula:

Como tenemos la masa de la partícula (electrón) y su velocidad, substituyendo calculamos la longitud de onda que nos piden: