Problema 8 de Física de la Selectivitat 2022
Juny 2022, Sèrie 2 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.
Temes: Física relativista, quàntica i nuclear
Enunciat
P8) Considereu un experiment d'efecte fotoelèctric en què el càtode és una làmina de cesi que té una freqüència llindar de 4,59 x 10¹ Hz. a) Calculeu el treball d'extracció del càtode. Si illuminem el càtode amb els diferents punters làser de la taula que hi ha a continuació, justifiqueu amb quins punters làser es produirà l'efecte fotoelèctric. Completeu la taula i representeu gràficament en la quadrícula adjunta l'energia cinètica màxima dels electrons (en eV) en funció de la freqüència dels fotons incidents (en Hz) per a un interval de freqüències entre 3,00 x 10¹4 Hz i 7,00 x 10¹4 Hz. [1,25 punts] Tipus de punter Longitud d'ona làser Làser blau Làser verd Làser infraroig 3,0 3,5 (nm) 460 532 1080 Freqüència (x 10¹¹ Hz) Energia fotó (× 10-¹⁹ J) 4,0 4,5 5,0 5,5 Freqüència (x 10 Hz) DADES: 1 eV = 1,602 × 10-¹⁹ J. m=9,11 x 10-³¹ kg. c= 3,00 x 10 ms. h=6,63 x 10-³4 J s. 6,0 E electró (× 10-¹⁹ J) 19 7,0 E, electró (eV) b) Illuminem el càtode amb un làser de freqüència 8,00 × 10¹4 Hz. Calculeu la velocitat i la longitud d'ona de De Broglie dels electrons arrencats del càtode amb la radiació d'aquest làser. [1,25 punts]
Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.
Veure la solució del problema