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Efecto fotoeléctrico
Teoría
2022 · Extraordinaria · Suplente
D1-a
Examen
a) Explique razonadamente si las siguientes afirmaciones sobre el efecto fotoeléctrico en una superficie metálica son verdaderas o falsas. i) Toda la energía del fotón incidente pasa al electrón extraído del metal. ii) Sólo se produce efecto fotoeléctrico si la frecuencia de los fotones incidentes es inferior a la frecuencia de corte del metal.
fotónfrecuencia de corte
a) Explique razonadamente si las siguientes afirmaciones sobre el efecto fotoeléctrico en una superficie metálica son verdaderas o falsas.i) Toda la energía del fotón incidente pasa al electrón extraído del metal.

Esta afirmación es falsa.Según la ecuación de Einstein para el efecto fotoeléctrico, la energía de un fotón incidente (EfotoˊnE_{fotón}) se utiliza para dos propósitos principales:1. Vencer la energía de ligadura del electrón al metal, conocida como función de trabajo (W0W_0). Esta es la energía mínima necesaria para extraer un electrón de la superficie del metal.2. Proporcionar energía cinética (EcE_c) al electrón una vez que ha sido emitido del metal. Esta es la energía cinética máxima con la que el electrón sale de la superficie.La relación se expresa mediante la siguiente ecuación:

Efotoˊn=W0+EcE_{fotón} = W_0 + E_c

Donde Efotoˊn=hfE_{fotón} = hf, siendo hh la constante de Planck y ff la frecuencia del fotón incidente. Por lo tanto, solo una parte de la energía del fotón (la que excede la función de trabajo) se convierte en energía cinética del electrón extraído.

ii) Sólo se produce efecto fotoeléctrico si la frecuencia de los fotones incidentes es inferior a la frecuencia de corte del metal.

Esta afirmación es falsa.El efecto fotoeléctrico solo se produce si la energía de los fotones incidentes es igual o superior a la función de trabajo (W0W_0) del metal. La función de trabajo está relacionada con la frecuencia de corte o umbral (f0f_0) mediante la expresión W0=hf0W_0 = hf_0.Por lo tanto, la condición para que se produzca el efecto fotoeléctrico es que la energía del fotón incidente (hfhf) sea mayor o igual que la función de trabajo (hf0hf_0):

hfhf0hf \ge hf_0

Simplificando, esto significa que la frecuencia del fotón incidente (ff) debe ser igual o superior a la frecuencia de corte (f0f_0):

ff0f \ge f_0

Si la frecuencia de los fotones incidentes es inferior a la frecuencia de corte, la energía de los fotones no es suficiente para extraer electrones del metal, y no se produce el efecto fotoeléctrico, independientemente de la intensidad de la luz.