Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Julio 2025

PREGUNTA 4. FÍSICA DEL SIGLO XX. (2,5 puntos)

4.1. Indique y justifique la respuesta correcta. (1 punto)

Se iluminan con luz verde de longitud de onda 0,55  una superficie de sodio y otra de potasio. Sabiendo que la frecuencia umbral del sodio es  y la del potasio vale , experimentan efecto fotoeléctrico: a) los dos metales; b) solamente el sodio; c) solamente el potasio.

 

La respuesta correcta es la c. A partir de la longitud de la onda de la luz, calculamos su frecuencia:

 

 

Para producir efecto fotoeléctrico la frecuencia con la que se ilumina el metal debe ser mayor que la frecuencia umbral de este. En este caso es mayor a la frecuencia umbral del potasio, pero no a la del sodio. Por lo que, sólo experimenta efecto fotoeléctrico el potasio.

 

 

4.2. Resuelva uno de estos dos problemas: (1,5 puntos)

4.2.1. El  es un emisor beta () cuyos átomos tienen una masa de 14,0032 u.

a)   Determine los números atómico y másico del átomo resultante del decaimiento del .

b)  Calcule la energía de enlace del núcleo de .

 

a)   La emisión  ocurre cuando un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino (partícula sin carga y muy poca masa):

 

 

En esta emisión radiactiva el número atómico no varía, porque se pierde un neutrón, pero se obtiene un protón, y el número atómico aumenta en una unidad gracias a la aparición del protón. Así entonces si el núcleo de carbono emite una partícula beta avanza una posición en la tabla periódica. Es decir, se convierte en un átomo de nitrógeno:

 

 

Ese átomo, el nitrógeno, tiene número atómico 7 y número másico 14.

 

 

b)  Podríamos considerar que la masa del núcleo es la suma de la masa de cada uno de sus nucleones. Sin embargo, al medir la masa de un núcleo en concreto, se comprueba que es algo inferior a la que resulta de la suma de sus protones y neutrones. Esta diferencia es lo que se llama defecto de masa. Así entonces la podemos calcular de la siguiente manera:

 

 

 

 

 

Este defecto de masa se convierte en energía en el proceso de constitución del núcleo. Esta energía es la energía que se denomina de enlace nuclear: