Física Moderna

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01. Razonar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La energía de los electrones emitidos por efecto fotoeléctrico no depende de la intensidad de la luz para una frecuencia dada.

b) El efecto fotoeléctrico no tiene lugar en un cierto material al incidir sobre él luz azul, y sí al incidir luz naranja.

02. Un haz de luz monocromática de longitud de onda en el vacío 450 nm incide sobre un metal cuya longitud de onda umbral, para el efecto fotoeléctrico, es de 612 nm. Determinar:

a) la energía de extracción de los electrones del metal

b) la energía cinética máxima de los electrones que se arrancan del metal.

03. La función de trabajo del sodio es 2,3 eV. Si sobre un trozo de sodio incide luz de 450 nm de longitud de onda, calcular:

a) la energía de los fotones de esa luz.

b) la energía cinética máxima de los electrones emitidos.

c) la frecuencia umbral para el sodio.

d) el módulo del momento lineal de los fotones incidentes.

04. Al incidir luz de longitud de onda de 620 nm sobre una fotocélula se emiten electrones con una energía cinética máxima de 0,14 eV.

a) Calcula el trabajo de extracción y la frecuencia umbral de la fotocélula.

b) ¿Qué diferencia cabría esperar en los resultados del apartado anterior si la longitud de onda incidente fuera doble?

05. Si se ilumina con luz de 300 nm la superficie de un material fotoeléctrico, el potencial de frenado vale 1,2 V. El potencial de frenado se reduce a 0,6 V por oxidación del material. Determinar:

a) la variación de la energía cinética máxima de los electrones emitidos

b) la variación de la función de trabajo del material y de la frecuencia umbral.

06. El potencial de frenado de los electrones emitidos por la plata cuando se ilumina con luz de 200 nm de longitud de onda es 1,48 V. Deducir:

a) La función de trabajo de la plata, expresada en eV.

b) La longitud de onda umbral en nm para que se produzca el efecto fotoeléctrico.

07. La frecuencia umbral del Cs es 4,84·1014 Hz. Calcula, en eV, la energía de extracción para este metal. Si se ilumina con luz de 405 nm de longitud de onda, ¿cuál es el potencial de frenado de los electrones arrancados?

08. ¿Se puede producir el efecto fotoeléctrico cuando incide luz de 4·1014 Hz sobre un metal con una función de trabajo de 2,3 eV?

09. Dos partículas no relativistas tienen asociada la misma longitud de onda de De Broglie. Sabiendo que la masa de una de ellas es el triple que la masa de la otra, determinar:

a) la relación entre sus momentos lineales

b) la relación entre sus velocidades.

10. Calcular en los dos casos siguientes la diferencia de potencial con que debe ser acelerado un protón que parte del reposo para que después de atravesar dicho potencial:

a) El momento lineal del protón sea 10-21 kg m s-1

b) La longitud de onda de De Broglie asociada al protón es 5·10-13m.

11. Determinar la longitud de onda de De Broglie y la energía cinética, expresada en eV, de:

a) un electrón cuya longitud de onda de De Broglie es igual a la longitud de onda en el vacío de un fotón de energía 104 eV

b) una piedra de 80 g de masa que se mueve con una velocidad de 2 m/s.

12.

a) ¿Qué intervalo aproximado de energías (en eV) corresponde a los fotones del espectro visible?

b) ¿Qué intervalo aproximado de longitudes de onda de De Broglie tendrían los electrones en ese intervalo de energías?

13. Un cierto haz luminoso provoca efecto fotoeléctrico en un determinado metal. Explique como se modifica el número de fotoelectrones y su energía cinética si:

a) Aumenta la intensidad del haz luminoso

b) Aumenta la frecuencia de la luz incidente

c) Disminuye la frecuencia de la luz por debajo de la frecuencia umbral del metal

d) ¿Cómo se define la magnitud trabajo de extracción?

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