T5: Física moderna · Efecto fotoeléctrico — FISICA PEvAU Andaluc%C3%ADa 2026

Efecto fotoeléctrico

Teoría

2026 · Ordinaria · Titular

D-a1

a1) Se produce emisión de fotoelectrones en una superficie metálica cuando la frecuencia mínima de la radiación monocromática incidente corresponde a luz amarilla. Razone: i) ¿qué sucede si se irradia el metal con luz roja? ii) ¿Y si se aumenta la intensidad de la radiación monocromática amarilla?

Efecto fotoeléctricoFrecuencia umbralIntensidad+1

Efecto Fotoeléctrico — Análisis de situaciones

La frecuencia umbral o mínima $\nu_0$ corresponde a la luz amarilla. Esto significa que la función de trabajo del metal es:

\phi = h\nu_0

Para que haya emisión fotoeléctrica, la frecuencia de la radiación incidente debe cumplir $\nu \geq \nu_0$ . La energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos viene dada por la ecuación de Einstein:

E_k = h\nu - \phi = h(\nu - \nu_0)

i) ¿Qué sucede si se irradia el metal con luz roja?

La luz roja tiene una frecuencia menor que la luz amarilla en el espectro visible:

\nu_{\text{roja}} < \nu_{\text{amarilla}} = \nu_0

Como la frecuencia de la luz roja es inferior a la frecuencia umbral $\nu_0$ , cada fotón incidente no posee la energía mínima necesaria ( $h\nu < \phi$ ) para arrancar un electrón de la superficie metálica. Por tanto, NO se produce emisión fotoeléctrica, independientemente de la intensidad de la luz roja utilizada. Aumentar la intensidad solo aumenta el número de fotones, pero ninguno de ellos tiene energía suficiente para liberar electrones.

ii) ¿Qué sucede si se aumenta la intensidad de la radiación amarilla?

La luz amarilla tiene exactamente la frecuencia umbral $\nu = \nu_0$ , por lo que sí produce efecto fotoeléctrico (los electrones son emitidos con energía cinética nula o mínima).

E_k = h\nu_0 - \phi = 0

Al aumentar la intensidad de la luz amarilla, aumenta el número de fotones que inciden por unidad de tiempo sobre la superficie, pero la energía de cada fotón ( $h\nu_0$ ) no varía. Por lo tanto:

— La energía cinética máxima de cada fotoelectrón NO cambia (sigue siendo cero para

\nu = \nu_0

), ya que depende únicamente de la frecuencia.— El número de fotoelectrones emitidos por unidad de tiempo SÍ aumenta, ya que una mayor intensidad implica mayor número de fotones que pueden arrancar electrones, lo que se traduce en una mayor corriente fotoeléctrica.