Question

El cátodo metálico de una célula fo-toeléctrica se ilumina simultáneamente con dos radiaciones monocromáticas λ1 =300nm y λ2 =450nm. El trabajo de ex- tracción de un electrón de este cátodo es W = 3,70 eV.
a. Di cuál de las radiaciones produce efecto fotoeléctrico. Razona la respuesta.
b. Calcula la velocidad máxima de los elec- trones emitidos. ¿Cómo variaría dicha veloci- dad al triplicar la intensidad de la radiación incidente?

Answer 1

Solo la radiación de 300nm produce el efecto fotoeléctrico, y la velocidad de los electrones es de $3,93\times 10^{5}\frac{m}{s}$, y al triplicar la intensidad esta no varía.

Explicación:

En el efecto fotoeléctrico cada fotón genera dentro de la célula un electrón libre pero para ello la energía de él tiene que ser mayor o igual que el trabajo de extracción:

$E_1=\frac{hc}{\lamda_1}=\frac{6,626\times 10^{-34}Js.3\times 10^8m/s}{3\times 10^{-7}m}=6,626\times 10^{-19}J=4,14eV$

$E_1=\frac{hc}{\lamda_1}=\frac{6,626\times 10^{-34}Js.3\times 10^8m/s}{4,5\times 10^{-7}m}=4,417\times 10^{-19}J=2,76eV$

a) La radiación de 300 nm es la que produce el efecto fotoeléctrico al proporcionarle más energía al electrón de la que necesita para escapar del átomo.

b) El fotón le proporciona al electrón energía para escapar del átomo y el resto de ella es energía cinética.

$E_c=E_1-W=4,14eV-3,7eV=0,44eV\\\\E_c=7,04\times 10^{-20}J=\frac{1}{2}mv^2$

La velocidad queda:

$v=\sqrt{\frac{2E_c}{m}}=\sqrt{\frac{2.7,04\times 10^{-20}J}{9,11\times 10^{-31}kg}}\\\\v=3,93\times 10^{5}\frac{m}{s}$

Como vemos, la velocidad solo depende de la longitud de onda de la radiación, si triplicamos la intensidad esta no cambia, solo cambia la cantidad de electrones generados.

Answer 2

Respuesta:

Explicación: