Cuántica

a ) Teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico.

b) Una superficie metálica emite fotoelectrones cuando se ilumina con luz verde pero no emite con luz amarilla. Razone qué ocurrirá cuando se ilumine con luz azul o con luz roja.

Solución apartado a) : Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí

Un haz de luz de longitud de onda 620 nm incide sobre la superficie de una fotocélula. emitiéndose electrones con energía cinética máxima de 0,14 eV.

a) Explique las transformaciones energéticas en el proceso de fotoemisión y calcule el trabajo de extracción del metal y la frecuencia umbral.

b) ¿Se emitirían fotoelectrones si la longitud de onda incidente en la célula fotoeléctrica fuera el doble de la anterior?

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

Una lámina metálica comienza a emitir electrones al incidir sobre ella luz de longitud de onda menor que 5.10^-7 m.

a)Analice los cambios energéticos que tienen lugar en el proceso de emisión y calcule con qué velocidad máxima saldrán emitidos los electrones si la luz que incide sobre la lámina tiene una longitud de onda de 2 . 10^–7 m.

b)Razone qué sucedería si la frecuencia de la radiación incidente fuera de 5.10¹⁴ s^-1  ;  h= 6,6 .10^-34J s ;    c = 3.10⁸ m s^-1 ; m_e = 9,1 . 10^-31 kg

a ) Hipótesis de De Broglie.

b) Razone qué longitud de onda es mayor, la asociada a protones o a electrones de la misma energía cinética.

Solución apartado a): mirar la correspondiente entrada de teoría aquí

a) Responda razonadamente a las siguientes cuestiones: i) ¿Se podría determinar simultáneamente, con exactitud, la posición y la cantidad de movimiento de una partícula? ii) ¿Se tiene en cuenta el principio de incertidumbre en el estudio de los fenómenos ordinarios?

b) Al iluminar un metal con una radiación de frecuencia 7,89·10¹⁴ Hz se produce una emisión de electrones que requiere aplicar una diferencia de potencial de 1,3 V para frenarlos. Calcule razonadamente el trabajo de extracción del metal y justifique si al iluminarlo con una radiación de frecuencia 4·10 ¹⁴ Hz se producirá emisión de electrones.

h = 6,63·10^-34 J s; e = 1,6·10^-19 C

a) Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: i) Un electrón en movimiento puede ser estudiado como una onda o como una partícula. ii) Si se duplica la velocidad de una partícula se duplica también su longitud de onda asociada. iii) Si se reduce a la mitad la energía cinética de una partícula se reduce a la mitad su longitud de onda asociada.

b) Determine la longitud de onda de un electrón que es acelerado desde el reposo aplicando una diferencia de potencial de 200 V.

h = 6,63·10^-34 J s; e = 1,6·10^-19 C; me = 9,1·10^-31 kg

a) Explique el significado de los términos frecuencia umbral, trabajo de extracción y la relación entre ellos. ¿Cómo cambiarían dichas magnitudes si disminuyera la longitud de onda de una radiación que al incidir sobre un metal produce emisión de electrones?

b) Una lámina de sodio metálico cuyo trabajo de extracción es de 2,3 eV, es iluminada por una radiación de longitud de onda 4·10^-7 m. ¿Cuál será la velocidad de los electrones emitidos? ¿Cuál sería la velocidad de los electrones si se ilumina con una radiación de longitud de onda 6·10^-7 m?

h = 6,63·10^-34 J s ; c = 3·10⁸ m s^-1; e = 1,6·10^-19 C; m_e = 9,1·10^-31 kg

a) Enuncie el principio de dualidad onda-corpúsculo y explique por qué no se considera dicha dualidad al estudiar los fenómenos macroscópicos^.

b) Al incidir luz de longitud de onda 2,7625·10^-7 m sobre un material, los electrones emitidos con una energía cinética máxima pueden ser frenados hasta detenerse aplicando una diferencia de potencial de 2 V. Calcule el trabajo de extracción del material. Determine la longitud de onda de De Broglie de los electrones emitidos con energía cinética máxima.

h = 6,63·10^-34 J s; c = 3·10⁸ m s^-1; e = 1,6·10^-19 C; me = 9,1·10^-31 kg

Solución al apartado a): Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí