5. Especial PEvAU

Caso práctico

Se trata de medir el trabajo de extracción de un nuevo material. Para ello se provoca el efecto fotoeléctrico haciendo incidir una radiación monocromática sobre una muestra A de ese material y, al mismo tiempo, sobre otra muestra B de otro material cuyo trabajo de extracción es ФB = 5 eV. Los potenciales de frenado son VA = 8 V y VB =12 V, respectivamente. 

h = 6,6 • 10-34 J s ; e = 1,6 • 10-19 C

Calcule:

La frecuencia de la radiación utilizada.

El trabajo de extracción ФA.

Caso práctico

Sobre una superficie de sodio metálico inciden simultáneamente dos radiaciones monocromáticas de longitudes de onda λ1 = 500 nm y λ2 = 560 nm. El trabajo de extracción del sodio es 2,3 eV.

Determine la frecuencia umbral de efecto fotoeléctrico y razone si habría emisión fotoeléctrica para las dos radiaciones indicadas.

Explique las transformaciones energéticas en el proceso de fotoemisión y calcule la velocidad máxima de los electrones emitidos.
c = 3 •108 m s-1; h = 6,6 •10-34 J s ; e = 1,6 •10-19 C ; me = 9,1•10-31 kg

Caso práctico

Al incidir luz de longitud de onda λ = 620·10-9 m sobre una fotocélula se emiten electrones con una energía cinética máxima de 0,14 eV. 

h = 6,6·10-34 J s ; e = 1,6·10-19 C ; c =3·108 m s-1.

Calcule el trabajo de extracción y la frecuencia umbral de la fotocélula.

¿Qué diferencia cabría esperar en los resultados del apartado a) si la longitud de onda incidente fuera doble?

Importante

La ley de Rayleigh-Jeans establece que un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda λ, para una cierta temperatura:

 Ley de Raileigh-Jeans

esta ley falla estrepitosamente para longitudes de ondas cortas, a partir de la correspondiente al ultravioleta. Este fallo de la ley se conoce con el nombre de catástrofe ultravioleta. Wien intentó encontrar un resultado mejor que valiera para longitudes de onda bajas, y encontró que al subir en longitudes de onda otra vez se producía una catástrofe y se encontraba una emisión infinita de energía de nuevo.  A esta se la llamó Catástrofe Infrarroja.