Efecto fotoeléctrico
Ejercicio resuelto
Enunciado
Al iluminar potasio con luz amarilla de sodio de λ=5890 10∙10-10 m se liberan electrones
con una energía cinética máxima de 0,577 10∙10-19 J, y al iluminarlo con luz ultravioleta
de una lámpara de mercurio de λ=2537 10∙10-10 m, la energía cinética máxima de los
electrones emitidos es 5,036 10∙10-19 J.
a) Explique el fenómeno descrito en términos energéticos y determine el valor de la
constante de Planck.
b) Calcule el valor del trabajo de extracción del potasio y el valor de la longitud de
onda a partir de la cual se produce efecto fotoeléctrico.
c) Explique qué entiende por potencial de frenado y calcule su valor para los
fotoelectrones emitidos a partir de las radiaciones descritas en el apartado a)
c = 3 10∙108 m s-1 ; h=6.63·10-34 J.s ; e=1.6 10∙10-19 C
Solución
a) La explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico implica suponer que la radiación
incidente (luz amarilla o ultravioleta) está formada por fotones, cada uno de ellos
con una energía que puede calcularse en función de su longitud de onda λ:
hc
hincidentefotónE )(
Donde h es la constante de Planck y c la velocidad de la luz. El fotón, al chocar
contra los átomos del metal, invierte esta energía en lo siguiente:
a. Arrancar electrones de la superficie, para lo cual necesita una energía
llamada trabajo de extracción (W0), característico del metal que constituye
el fotocátodo.
b. Comunicar energía cinética a los electrones liberados (Ec)
Lógicamente, para que el proceso tenga lugar, los fotones de la radiación incidente
deben tener una energía igual o superior al trabajo de extracción del metal. Este
proceso se refleja matemáticamente en la ecuación de Einstein:
c
EW
hc
0
