PAU Física 2022 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 6

P6) S’observa que els fotons d’una determinada freqüència que incideixen sobre una super­ fície metàŀlica provoquen l’emissió d’electrons d’aquesta superfície. a) Si mantenim la intensitat de la llum constant i augmentem la freqüència dels fotons, com varia el nombre d’electrons emesos i l’energia d’aquests? Encercleu la resposta correcta dins del requadre següent i, a continuació, justifiqueu les dues respostes. Nombre d’electrons emesos: Disminueix / Es manté constant / Augmenta Energia dels electrons emesos: Disminueix / Es manté constant / Augmenta [1,25 punts] b) Determineu la funció de treball dels electrons emesos sabent que el potencial de frenada és de 0,29 V, quan la longitud d’ona incident és de 550 nm. Expresseu el resultat en eV. [1,25 punts] Dades:  1 eV = 1,602 × 10–19 J. c = 3,00 × 108 m s–1. h = 6,63 × 10–34 J s.

0,65 p L’efecte fotoelèctric es produeix per la transferència d’energia dels fotons als electrons. Si la intensitat de llum és constant, el nombre d’electrons emesos serà el mateix, perquè el nombre de fotons que arriba a la superfície és el mateix. Nombre d’electrons emesos: Es manté constant 0,6 p En augmentar la freqüència dels fotons també augmenta l’energia que transfereixen als electrons i, per aquest motiu, l’energia dels electrons emesos serà més gran. Energia dels electrons emesos: Augmenta b) 0,3 p Balanç d’energia: E𝐶= ℎ𝑓−𝑊0 ⇒𝑊0 = ℎ𝑓−E𝐶 0,3 p El potencial de frenada ens permet calcular l’energia necessària per aturar els electrons i, per tant, l’energia cinètica que adquireixen els electrons: E𝐶= 𝑒× V𝑓𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎= 0,29 eV 1,602 × 10−19J = 4,64 × 10−20 J 1 eV 0,3 p La freqüència dels fotons és: 𝜆= 3,00 × 108 𝑓= 𝑐 550 × 10−9 = 5,45 × 1014 Hz 0,35 p I el balanç energètic dona: 1 eV 𝑊0 = ℎ𝑓−E𝐶= 3,62 × 10−19 −4,64 × 10−20 = 3,15 × 10−19 J = 1,97 eV 1,602 × 10−19J O directament en eV: […]