PAU Andalucía: física (junio 2026) - bloque D - cuestión a1 (8652)

, por F_y_Q

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Se produce emisión de fotoelectrones en una superficie metálica cuando la frecuencia mínima de la radiación monocromática incidente corresponde a luz amarilla. Razona: i) ¿Qué sucede si se irradia el metal con luz roja? ii) ¿Y si se aumenta la intensidad de la radiación monocromática amarilla?

P.-S.

El ejercicio está relacionado con el efecto fotoeléctrico y la condición necesaria para que se produzca la emisión de emisión de electrones por parte de la superficie metálica: la energía que deben tener los fotones de la radiación debe ser mayor que el trabajo de extracción del electrón. Como la energía está relacionada con la frecuencia de la radiación por medio de la ecuación de Planck, se conoce como «energía umbral» a la frecuencia que debe tener la radiación con ese valor mínimo de energía:

$$$ \color{forestgreen}{\bf E_u = h\cdot \nu_u}$$$

La frecuencia umbral, según indica el enunciado, es la frecuencia de la radiación amarilla.

i) Si tienes en cuenta la zona visible del espectro electromagnético de la radiación los colores se ordenan según su valor de frecuencia, siendo el rojo el color de menor energía y el violeta el color con mayor energía. Esto quiere decir que la energía de la radiación roja es menor que la energía de la radiación amarilla, por lo que la energía asociada al color rojo será menor que la energía umbral y no se produce efecto fotoeléctrico.

ii) La intensidad de la radiación no está relacionada con su energía, es decir, los fotones de la radiación amarilla tienen la misma energía sea cual sea su intensidad. La intensidad está relacionada con la cantidad de fotones que emite la fuente, es decir, si aumenta la intensidad serán más los fotones que lleguen a la superficie del metal.

Dado que cada fotón puede provocar la emisión de un electrón, al haber más fotones incidentes en el metal se liberarán más electrones en el mismo intervalo de tiempo.

Puede ser oportuno señalar que, dado que la energía de los fotones amarillos es igual al trabajo de extracción, los electrones serían extraídos del metal, pero con una energía cinética prácticamente nula.

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