Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Septiembre 2018

P.1. El trabajo de extracción para el sodio es de 2,50 eV. Calcula:

a)  La  longitud  de  onda  de  la  radiación que debemos usar para que la velocidad máxima de los electrones emitidos sea de  m/s.

b)  El potencial de frenado.

c)   La longitud de onda de de Broglie asociada a los electrones emitidos por el metal con velocidad máxima.

 

DATOS: 

               

 

a)   Primero  vamos  a  poner  en  unidades  del Sistema Internacional el trabajo de extracción. Para eso hay que recordar que el electronvoltio es la unidad de energía que representa la variación de energía cinética que experimenta un electrón al moverse entre dos puntos que tienen una diferencia de potencial de 1 voltio:

 

 

 

Ahora a partir de la ecuación del efecto fotoeléctrico podemos calcular la longitud de la radiación para que los electrones salgan con esa velocidad máxima:

 

 

 

 

 

b)  El potencial de frenado sería el voltaje que tenemos aplicar entre las dos placas para que, aunque la radiación consiga arrancar electrones éstos no lleguen a la placa colectora. Según esto, este potencial lo podemos calcular así:

 

 

 

 

c)   El   físico   francés   Louis   de   Broglie   formuló  la   hipótesis de  que  toda  la  materia  presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico. Relacionó así la longitud de onda con la cantidad de movimiento de la partícula mediante la fórmula:

 

 

Como sabemos la masa y la velocidad de los electrones emitidos, calculamos su longitud de onda asociada: