EFECTO FOTOELÉCTRICO EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA MODERNA – RAYOS X – MECANICA CUÁNTICA DE INGRESO A LA UNIVERSIDAD PDF
PREGUNTA 1
Al incidir una onda electromagnética sobre una superficie metálica cuya frecuencia es igual a 1,25×1015Hz, el potencial de frenado de los electrones es de 2,1V. Calcule aproximadamente (en eV) la función trabajo del metal.
c =3×108 m/s
h=6,63×10–34 J · s
e=1,6×10–19 C
A) 4,58
B) 3,08
C) 6,58
D) 5,58
E) 2,58
Resolución
Rpta. : "B"
PREGUNTA 2
La superficie de una placa de sodio se expone a una radiación de frecuencia 8,6×1014 Hz. ¿Cuál es la energía máxima que tienen los fotoelectrones que escapan de ese metal?
Datos:
frecuencia umbral del sodio 5,6×1014 Hz
h= 6,6×10–34 J · s
A) 16,6×10–20 J
B) 18,0×10–20 J
C) 15,6×10–20 J
D) 19,8×10–20 J
Resolución
Rpta. : "D"
PREGUNTA 3
Sobre una superficie metálica con función de trabajo igual a 3×10–19 J, incide una onda electromagnética. Calcule aproximadamente la máxima longitud de onda (en nm), que debe de tener la onda electromagnética para que se observe el efecto fotoeléctrico.
h=6,626×10–34 J·s
c=3×108 m/s
nm= 10–9 m
A) 321,2
B) 432,6
C) 662,6
D) 721,6
E) 932,8
Resolución
Rpta. : "C"
PREGUNTA 4
Para una onda de radio de 1800 kHz, calcular la energía del fotón (en J).
Usar h=6,63×10–34 J.s
A) 9,15×10–28
B) 8,48×10–28
C) 5,93×10–28
D) 11,93×10–28
E) 13,48×10–28
Resolución
Rpta. : "D"
PREGUNTA 5
Con respecto al efecto fotoeléctrico, indique la secuencia de verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I. La energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos depende de la intensidad de la luz incidente.
II. La función trabajo representa la energía mínima con la que un electrón está ligado en el metal.
III. Al producirse la emisión de fotoelectrones de la superficie metálica, esta ocurre de manera instantánea, incluso con intensidades de luz muy bajas.
A) FFV
B) FVV
C) VVV
D) VVF
E) VFV
Resolución
– Para radiación de igual frecuencia y diferente intensidad:
EC son iguales solo aumentan la cantidad de fotoelectrones.
(I) Falso
– Para la función trabajo j: "Energía mínima del fotón para solo arrancar el electrón del átomo".
(II) Verdadero
– Como ya se mencionó en el enunciado (I) el efecto fotoeléctrico solo dependerá de la frecuencia de la radiación más no de la intensidad luminosa, o sea un solo fotón puede arrancar y expulsar un electrón.
(III) Verdadero
Rpta. : "B"
PREGUNTA 6
Al incidir una onda electromagnética sobre una superficie metálica con periodo igual a 8×10–16 s, el potencial de frenado de los electrones es de 2,1 V. Calcule aproximadamente el valor en eV, la función de trabajo.
c =3×10⁸ m/s
h=6,63×10–34 J.s
e=1,6×10–19C
A) 3,07
B) 6,58
C) 1,58
D) 5,58
E) 2,58
Resolución
Rpta. : "A"
PREGUNTA 7
Sobre una superficie metálica, cuyo trabajo de extracción es 1,8×10–19J, incide una radiación de 2,0×10–18 J. Si me= 9,1×10–31 kg la velocidad de los electrones emitidos es
A) 2×106 m/s.
B) 7×106 m/s.
C) 3×105 m/s.
D) 4×106 m/s.
E) 2×106 m/s.
Resolución
Rpta. : "A"
PREGUNTA 8
Cuando sobre una superficie metálica incide ondas electromagnéticas con longitud de onda λ, la energía de los electrones más energéticos es E. Para que la energía cinética de los electrones más energéticos, siga siendo E, encuentre la longitud de onda de la radiación que debe incidir sobre otra superficie metálica, cuya función trabajo es 20% mayor que la anterior.
Considere que h es la constante de Planck y c la velocidad de la luz en el vacío.
Resolución
Rpta. : "E"
PREGUNTA 9
El Gobierno alemán le encargó a Max Planck que determinara el color que debían emitir las bombillas eléctricas para obtener la máxima eficiencia energética. Para resolver el problema, planteó la hipótesis de que, cuando las partículas ligadas cambian de estado energético, lo hacen absorbiendo o emitiendo energía a través de ondas electromagnéticas, en cantidades discretas proporcionales a la frecuencia de la onda. Con esta información, determine la longitud de onda de los rayos X con fotones de energía 14,2 k eV.
Dato: hc=I240×10–9 eV · m
A) 0,77×10–10 m
B) 0,63×10–10 m
C) 0,82×10–10 m
D) 0,87×10–10 m
Resolución
Rpta. : "D"
PREGUNTA 10
La radiación electromagnética que proviene del Sol viaja fuera de la atmósfera con longitudes de onda que varían entre 280 nm a 3000 nm. ¿Cuáles son las energías de los fotones, en eV, que corresponden a las longitudes de onda indicadas?
Datos:
Constante de Planck: 4,1×10–15 eV⋅s
Velocidad de la luz: 3×108m/s
A) 3,39 y 0,41
B) 4,39 y 0,41
C) 4,39 y 1,41
D) 5,39 y 1,41
E) 5,39 y 2,41
Resolución
Clave B
PREGUNTA 11
Si la estrella gigante Betelgeuse emite energía radiante a una tasa de 104 veces mayor que el Sol, mientras que su temperatura es la mitad de la temperatura del Sol; considerando que ambas estrellas son absorbedoras perfectas y sea RS el radio del Sol, entonces el radio de la estrella Betelgeuse es
A) 380RS
B) 400RS
C) 420RS
D) 440RS
E) 460RS
Resolución
Rpta. : "B"
