PAU Física 2014 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 3 (Opció A)

OPCIÓ A P3) Iŀluminem una superfície de coure amb llum de diverses freqüències i quan s’alliberen electrons del metall, en mesurem l’energia cinètica. Amb les dades obtingudes de l’ex­ periment dibuixem la gràfica següent: a) Expliqueu breument què és el llindar de freqüència de l’efecte fotoelèctric i calculeu quin valor té en aquest cas. b) Calculeu el valor de la constant de Planck i la velocitat que assoleixen els electrons emesos quan la longitud d’ona de la llum incident és 1,2 × 10–7 m. Dades:  c = 3,00 × 108 m s–1 melectró = 9,11 × 10–31 kg 1 eV = 1,60 × 10–19 J

Opció A P3) a) La freqüència llindar d’un metall és la freqüència mínima que ha de tenir una radiació electromagnètica, per a què els seus fotons puguin arrencar electrons d’aquest metall, per efecte fotoelèctric. 0.2 A partir de la gràfica veiem que l’energia cinètica en funció de la freqüència ve donada per la recta: f Ec = 3, 72 + 7, 86 −3, 72 1015 −2 eV 0.3 3 −2 A partir de l’expressió anterior obtindrem la freqüència llindar fent que l’energia cinètica sigui zero: 0.2 fllindar −3.72 · 1015 = 1, 10 · 1015 Hz 0.2 0 = 3, 72 + 4, 14 −2 0.1 ⇒fllindar = 4, 14 + 2 1015 b) La constant de Planck la podem trobar a partir del pendent de la recta representada: 0.2 × 1, 6 · 10−19 h = (7, 86 −3, 72) eV = 6, 62 · 10−34 Js 0.2 (3 −2) s−1 1eV s Ec = 1 2 m v2 = hc 2 hc λ −h fllindar 0.2 ⇒v = λ −h fllindar 0.2 ⇒ m s 6, 62 · 10−34J · s × 3 · 108 m/s −4, 56 eV1, 6 · 10−19 J 2 = 1, 43 · 106 m/s 0.2 v = 1, 2 · 10−7 m 9, 11 · 10−31kg 1eV