T5: Física moderna · Efecto fotoeléctrico — FISICA PEvAU Andaluc%C3%ADa 2021

Efecto fotoeléctrico

Teoría

2021 · Ordinaria · Reserva

D.1-a

a) A partir de la ecuación del efecto fotoeléctrico, razone si es cierta o falsa la siguiente afirmación: “La energía cinética máxima de los electrones emitidos varía linealmente con la frecuencia de la luz incidente”.

Efecto fotoeléctricoEnergía cinéticaFrecuencia

La ecuación del efecto fotoeléctrico, propuesta por Einstein, relaciona la energía de los fotones incidentes con el trabajo de extracción del material y la energía cinética máxima de los electrones emitidos:

E_{fotón} = W_0 + E_{c,max}

Donde:

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E_{c,max} \quad\text{es la energía cinética máxima de los electrones emitidos.}

Sustituyendo la expresión para la energía del fotón en la ecuación, obtenemos:

h \cdot f = W_0 + E_{c,max}

Si despejamos la energía cinética máxima, obtenemos:

E_{c,max} = h \cdot f - W_0

Esta ecuación tiene la forma de una recta ( $y = mx + b$ ), donde:

y = E_{c,max}

m = h \quad\text{(la pendiente, que es la constante de Planck)}

x = f \quad\text{(la variable independiente, frecuencia)}

b = -W_0 \quad\text{(la ordenada al origen, que es el negativo de la función trabajo)}

Por lo tanto, la energía cinética máxima de los electrones emitidos ( $E_{c,max}$ ) varía linealmente con la frecuencia de la luz incidente ( $f$ ), siempre y cuando la frecuencia sea mayor que la frecuencia umbral ( $f > f_0$ ), ya que para $f \leq f_0$ no hay emisión de electrones y, por tanto, $E_{c,max} = 0$ . La afirmación es, por tanto, cierta.