PAU Física 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 5 (Opció A)

P5) Iŀluminem el càtode d’una cèŀlula fotoelèctrica amb un feix de llum verda de 560 nm de longitud d’ona i observem que s’origina un corrent elèctric. Comprovem que el corrent desapareix quan apliquem una tensió de 0,950 V (potencial de frenada). a) Calculeu el treball d’extracció (funció de treball) i el llindar de freqüència del metall del càtode. b) Expliqueu raonadament si es produirà efecte fotoelèctric quan un feix de llum de longitud d’ona més gran que el llindar de longitud d’ona incideixi sobre el metall. I si la freqüència del feix incident és més gran que el llindar de freqüència del metall? Dades:  melectró = 9,11 × 10–31 kg. qelectró = –1,60 × 10–19 C. 1 eV = 1,60 × 10–19 J. Constant de Planck, h = 6,63 × 10–34 J s. Velocitat de la llum, c = 3,00 × 108 m s–1.

P5) a) Efotons = W0 + Ec màxima ⇒W0 = hc −Ec màxima 0.2 λ El potencial de frenada és una manera de determinar l’energia cinètica màxima: Ec màxima = q Vpotencial de frenada ⇒ = 6, 63 × 10−34 · 3 × 108 W0 = hc −1, 6×10−19·0.95 = 2.03×10−19 J 0.2 λ −q Vpotencial de frenada 0.2 560 × 10−9 On W0 és la funció de treball. La freqüència llindar per produir efecte fotoelèctric és: ν0 = W0 = 3, 06 × 1014 Hz 0.2 = 0.2 h b) Si λ > λ0 ⇒1 λ < 1 ⇒E(λ) = hc < hc = W0 ⇒ λ0 λ λ0 No es pot produir efecte fotoelèctric 0.5 Si ν > ν0 ⇒E(ν) = hν > hν0 = W0 ⇒ En aquest cas sí que es produirà efecte fotoelèctric 0.5