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T5: Física moderna
Efecto fotoeléctrico
Teoría
2023 · Extraordinaria · Reserva
D1-a
Examen
a) Un haz luminoso produce efecto fotoeléctrico al incidir sobre un determinado metal. Explique razonadamente cómo se modifica el número de fotoelectrones y su energía cinética máxima si aumenta la frecuencia de la luz incidente.
FotoelectronesEnergía cinética
a) El efecto fotoeléctrico se rige por la ecuación de Einstein, que se basa en el principio de conservación de la energía para la interacción entre un fotón y un electrón del metal:
Efotoˊn=W0+Ec,maxE_{fotón} = W_0 + E_{c,max}

Donde Efotoˊn=hfE_{fotón} = h \cdot f es la energía del fotón incidente, W0W_0 es el trabajo de extracción (energía mínima para arrancar un electrón, característica del metal) y Ec,maxE_{c,max} es la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos.En cuanto a la energía cinética máxima, si despejamos de la ecuación anterior:

Ec,max=hfW0E_{c,max} = h \cdot f - W_0

Al aumentar la frecuencia ff de la luz incidente, dado que la constante de Planck hh y el trabajo de extracción W0W_0 permanecen constantes, la energía cinética máxima de los fotoelectrones aumenta de forma lineal con la frecuencia.Respecto al número de fotoelectrones emitidos, este depende exclusivamente de la intensidad del haz luminoso (número de fotones que inciden por unidad de tiempo y superficie) y no de la frecuencia de la radiación, siempre que esta sea superior a la frecuencia umbral f0f_0. Por tanto, si aumentamos la frecuencia manteniendo constante la intensidad, el número de fotoelectrones emitidos por segundo no se verá modificado.

T5: Física moderna · Efecto fotoeléctrico — FISICA PEvAU Andalucía 2023