Ejercicio resuelto de efecto fotoeléctrico

Summary

En este video se explica el fenómeno del efecto fotoeléctrico al incidir luz visible sobre una placa metálica. A través de los cálculos de la energía de los fotones y su comparación con la función de trabajo del metal, se demuestra que, con luz de 400 nanómetros, la energía de los fotones es suficiente para liberar electrones del metal. Además, se calcula la energía cinética de los electrones emitidos al abandonar la superficie metálica. El video proporciona una explicación detallada y accesible sobre cómo se produce este fenómeno físico fundamental.

Takeaways

• 😀 Se explica que la radiación electromagnética o luz, en este caso luz visible, tiene una longitud de onda de 400 nanómetros.
• 😀 Los fotones que componen esta luz tienen una longitud de onda asociada de 400 nanómetros.
• 😀 La función de trabajo de los electrones en el metal es de 2,88 * 10^-19 julios.
• 😀 Se plantea la pregunta de si la energía de los fotones es suficiente para provocar el efecto fotoeléctrico, es decir, para liberar electrones del metal.
• 😀 Se calcula la energía de un fotón utilizando la constante de Planck y la velocidad de la luz, considerando la longitud de onda de 400 nanómetros.
• 😀 La fórmula para calcular la energía de un fotón es E = h * c / λ, donde h es la constante de Planck, c es la velocidad de la luz y λ es la longitud de onda.
• 😀 Al sustituir los valores en la fórmula, se obtiene la energía del fotón como 4,97 * 10^-19 julios.
• 😀 Si la energía del fotón es mayor que la función de trabajo del electrón en el metal, entonces se produce el efecto fotoeléctrico, y los electrones son liberados.
• 😀 Parte de la energía de los fotones se usa para liberar al electrón del metal, y la otra parte se convierte en energía cinética del electrón al salir disparado.
• 😀 Se calcula la energía cinética con la que el electrón abandona el metal restando la función de trabajo de la energía del fotón, lo que da un resultado de 2,09 * 10^-19 julios.
• 😀 Concluye que, al incidir luz de 400 nanómetros sobre el metal con una función de trabajo específica, se produce el efecto fotoeléctrico, liberando electrones con una energía cinética determinada.

Q & A

¿Qué es la radiación electromagnética o luz en este contexto?

La radiación electromagnética o luz es una forma de energía que se transmite en forma de fotones. En este caso, se habla de luz visible con una longitud de onda de 400 nanómetros.

¿Qué es la función de trabajo de los electrones?

La función de trabajo de los electrones es la cantidad de energía necesaria para liberar un electrón de un metal. En este caso, el valor de la función de trabajo es de 2,88 * 10^(-19) julios.

¿Qué queremos determinar con los datos proporcionados?

Queremos saber si el efecto fotoeléctrico se produce, es decir, si la energía de los fotones que inciden sobre la placa metálica es suficiente para liberar los electrones del metal.

¿Cómo se calcula la energía de un fotón?

La energía de un fotón se calcula utilizando la fórmula E = h * f, donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia de la radiación. Si no se conoce la frecuencia, también se puede calcular usando la longitud de onda (λ) con la fórmula E = h * c / λ, donde c es la velocidad de la luz.

¿Qué valores se utilizan para calcular la energía del fotón?

Se utilizan los siguientes valores: la constante de Planck (h = 6,63 * 10^(-34) J·s), la velocidad de la luz (c = 3 * 10^8 m/s) y la longitud de onda (λ = 400 nm o 4 * 10^(-7) m).

¿Qué unidad resulta de calcular la energía del fotón?

La unidad resultante es el julio (J), que es la unidad de energía en el Sistema Internacional de Unidades.

¿Cuál es el valor de la energía del fotón calculado?

La energía del fotón calculada es 4,97 * 10^(-19) julios.

¿Qué sucede cuando el fotón incide sobre el metal?

Cuando el fotón incide sobre el metal, parte de su energía se utiliza para liberar un electrón del metal, mientras que el resto se convierte en energía cinética del electrón que abandona el metal.

¿Cómo se calcula la energía cinética del electrón al abandonar el metal?

La energía cinética del electrón se calcula restando la función de trabajo del metal de la energía del fotón, es decir, Ec = E(fotón) - φ.

¿Qué conclusión se puede extraer sobre el efecto fotoeléctrico en este caso?

Se concluye que, dado que la energía del fotón (4,97 * 10^(-19) J) es mayor que la función de trabajo del metal (2,88 * 10^(-19) J), se produce el efecto fotoeléctrico, liberando electrones del metal con una cierta energía cinética.