Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Junio 2019

C.3. Un determinado haz de luz provoca efecto fotoeléctrico en un determinado metal. Si aumentamos la intensidad del haz incidente:  a) aumenta el número de fotoelectrones arrancados, así como su energía cinética;  b) aumenta el número de fotoelectrones arrancados sin modificarse la energía cinética de los mismos;  c) el número de fotoelectrones arrancados no varía, pero su energía cinética aumenta.

La respuesta correcta es la b. Si se aumenta la intensidad de la luz incidente, incidirán más fotones sobre el metal y conseguiremos arrancar más cantidad de electrones, pero no afectará a la energía de estos. Sólo se consigue aumentar la energía cinética de los electrones arrancados si los fotones incidentes tienen más energía, es decir, si tienen mayor frecuencia o menor longitud de onda.

C.4. Describe el procedimiento que seguirías en el laboratorio para determinar si la luz es una onda transversal o longitudinal, así como el material que debes utilizar

El fenómeno de polarización es exclusivo de las ondas transversales. Por lo tanto, solo debemos demostrar que la luz se puede polarizar. Los métodos para hacerlo son la polarización por absorción, por reflexión, por difusión o esparcimiento y por birrefringencia. De todos ellos, el más habitual es la absorción. Se hace con filtros llamados polaroid que consisten en láminas de alcohol polivinílico estiradas y tintadas con yodo. Este compuesto forma largas moléculas alineadas en su estructura y el yodo suministra electrones libres. Cuando el campo eléctrico de la luz tiene la dirección de estas moléculas, se generan corrientes de los electrones libres a lo largo de ella y la luz es absorbida. Sin embargo, la luz cuyo campo magnético oscila en la dirección perpendicular a la de alineación de las moléculas no sufre apenas variación y atraviesa el filtro. A la dirección perpendicular a la de absorción se la denomina eje de transmisión del filtro.

Una interesante experiencia que demuestra la polarización de la luz por estos filtros consiste en hacerla atravesar dos filtros idénticos. Al primero lo llamaremos polarizador, y al segundo, que nos permitirá averiguar cuál es el plano en el que se ha polarizado la luz, analizador.

Como se observa en la figura, la luz no polarizada se polarizará al atravesar el polarizador según la dirección de su eje de transmisión. Si la dirección del eje de transmisión del analizador coincide con la del polarizador, la luz atravesará el analizador. Pero si vamos girando el analizador, veremos que la luz se va absorbiendo hasta que ya no pasa, cosa que ocurre cuando los ejes de transmisión del polarizador y del analizador forman 90⁰.