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Efecto fotoeléctrico - Resolución de problemas (EvAU Física Madrid Junio 2019 pregunta A5) - Contenido educativo

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Subido el 4 de mayo de 2020 por Àngel Manuel G.

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En este vídeo resolvemos el problema de la EvAU de Madrid de Física de la convocatoria ordinaria (Junio) del 2019 (en el vídeo digo 2009, pero es el 2019) sobre el efecto fotoeléctrico.

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En este vídeo vamos a resolver el ejercicio de la EBAU de Madrid del año 2009 00:00:06
en la convocatoria de junio, la pregunta del modelo A número 5. 00:00:11
El ejercicio dice, en el apartado A, la longitud de onda umbral de un metal 00:00:17
para el efecto fotoeléctrico es de 579 nanómetros. 00:00:22
Calcule el trabajo de extracción del metal y la energía cinética máxima 00:00:27
de los electrones emitidos expresada en electronvoltios 00:00:31
si el metal se ilumina con una radiación de 304 nanómetros de longitud de onda. 00:00:34
Y el apartado B, si se hace incidir sobre otro metal la misma radiación del apartado anterior, 00:00:41
observamos que el potencial de frenado es de 4,08 voltios. 00:00:47
Calcule el trabajo de extracción de este nuevo metal 00:00:51
sabiendo la constante de Planck, la carga del electrón y la velocidad de la luz. 00:00:55
Bien, hemos recogido los datos de este problema en esta tabla. 00:01:07
Vamos pues a resolverlo. 00:01:12
En el apartado A nos indican que sobre el metal número 1 que tiene esta longitud de onda umbral 00:01:15
vamos a incidir la longitud de onda de 304 nanómetros. 00:01:22
Vamos a calcularnos por un lado el trabajo de extracción. 00:01:29
Sabemos que el trabajo de extracción es simplemente h por la frecuencia umbral, o lo que es lo mismo si aplicamos la relación que la velocidad de la luz es lambda por la frecuencia, h por la velocidad de la luz dividido entre la longitud de onda umbral. 00:01:33
Si sustituimos aquí los datos, h6,63 por 10 a la menos 34, la velocidad de la luz, 3 por 10 elevado a 8, dividido entre la longitud de onda umbral, que nos dicen que es 579, y nanómetros, recordamos que es por 10 elevado a menos 9. 00:01:50
este trabajo de extracción haciendo los cálculos nos sale 3,435 por 10 elevado a menos 19 julios 00:02:11
si lo queremos en electronvoltios que nos va a venir bien porque luego nos piden la energía cinética en electronvoltios 00:02:22
simplemente aplicaremos el factor de conversión en el que un electronvoltio son 1,6 por 10 a la menos 19 julios 00:02:29
Fijémonos que es el valor de la carga del electrón 00:02:41
Simplemente ignoramos las unidades de coulombios y lo usamos como factor de conversión 00:02:45
Este resultado será 2,15 electronvoltios 00:02:50
Este es el trabajo de extracción del metal 1 00:02:59
Para saber la energía cinética máxima de los electrones 00:03:05
deberemos aplicar la fórmula del efecto fotoeléctrico. 00:03:08
La energía del fotón incidente es el trabajo de extracción más la energía cinética máxima. 00:03:12
Pero no sabemos la energía de los fotones incidentes, solamente su longitud de onda. 00:03:20
Por lo tanto, podremos calcularla de la misma manera que hemos calculado el trabajo. 00:03:25
hc dividido entre la longitud de onda ahora de la luz incidente. 00:03:33
Si sustituimos esto nos va a dar ya convertido a electronvoltios 4,09 electronvoltios. 00:03:38
Así pues con esta ecuación de aquí podemos calcular la energía cinética máxima restando la energía menos el trabajo. 00:03:53
4,09 menos 2,15 que sale 1,94 electronvoltios y esta es la energía cinética máxima de los 00:04:05
electrones que salen del metal número 1 cuando se incide con esta radiación. Vamos al apartado B, 00:04:21
En el apartado B nos indican que el metal número 2 tiene un potencial de frenado de 4,08 voltios cuando se le incide con esta radiación de aquí. 00:04:29
Eso significa, si el potencial de frenado es de 4,08 voltios, significa que la energía genética máxima de los electrones es, recordamos, es el mismo número, 00:04:40
poniendo simplemente una E delante de los voltios 4,08 electronvoltios 00:04:54
si lo quisiéramos en julios aplicaríamos este factor de conversión al revés 00:05:01
pero no lo queremos en julios porque ya tenemos la energía incidente en electronvoltios 00:05:05
que está aquí y la energía cinética máxima en electronvoltios 00:05:10
por lo que aplicando la misma relación de antes la energía del fotón incidente 00:05:15
Es el trabajo de extracción más la energía cinética máxima, ahora este trabajo de extracción es diferente porque es el del metal 2, entonces si despejamos el trabajo de extracción del metal 2 será la energía incidente menos la energía cinética máxima que es 4,09 menos esta que es 4,08 00:05:19
y el resultado será por lo tanto 0,01 electronvoltios y ya habríamos terminado el ejercicio. 00:05:48
Valoración:
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Idioma/s:
es
Materias:
Física, Química
Niveles educativos:
▼ Mostrar / ocultar niveles
  • Bachillerato
    • Segundo Curso
Autor/es:
Àngel Manuel Gómez Sicilia
Subido por:
Àngel Manuel G.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
78
Fecha:
4 de mayo de 2020 - 21:24
Visibilidad:
Público
Duración:
06′ 15″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
237.72 MBytes

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