Question

1: Determine la cantidad de energía que emite una bombilla de luz, sabiendo que su longitud de onda es 6,6.10–3 m y expulsa 1023 fotones en un cierto tiempo.
A) 1 J
B) 2 J
C) 3 J
D) 4 J
E) 5 J
2: La función trabajo de cierto metal es de 2 eV. Si la energía cinética máxima de los fotoelectrones es de 1 eV, hallar la longitud de onda de la radiación incidente. A) 420 nm
B) 457 nm
C) 414 nm
D) 467 nm
E) 540 nm
3: Una fuente de luz monocromática de lon-gitud de onda 600nm, tiene una potencia de 12W. Determinar el número de fotones emitidos por segundo
A) 1,62 . 1019
B) 2,62 . 1019
C) 3,62 . 1019
D) 4,62 . 1019
E) 5,62 . 1019

Answer 1

Problema 1.

La energía de un fotón, en función de la longitud de onda, es: $E = \frac{h\cdot c}{\lambda}$. Sustituyendo:

$E = \frac{6,62\cdot 10^{-34}\ J\cdot s\cdot 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}}{6,6\cdot 10^{-3}\ m} = 3\cdot 10^{23}\ J/fot$

Si han emitido los fotones indicados: $E = 3\cdot 10^{-23}\frac{J}{fot}\cdot 10^{23}\ fot = \bf 3\ J$

La respuesta es c)

Problema 2.

La energía de la radiación incidente ha de ser igual a la suma de la energía de extracción y la energía cinética de los electrones: $E_i = W_{ext} + E_C = (2 + 1)\ eV = 3\ eV$

La energía, en función de la longitud de onda, es: $E = \frac{h\cdot c}{\lambda}\ \to\ \lambda = \frac{h\cdot c}{E} = \frac{6,62\cdot 10^{-34}\ J\cdot s\cdot 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}}{3\ eV\cdot \frac{1,6\cdot 10^{-19}\ J}{1\ eV}} = \bf 4,14\cdot 10^{-7}\ m$

La respuesta correcta es c)

Problema 3.

La potencia es el cociente entre la energía (o trabajo) y el tiempo, por lo que podemos considerar que, en un segundo, la energía que emite la fuente es de 12 J, que será la energía asociada a todos los fotones:

$E = N\cdot \frac{h\cdot c}{\lambda}\ \to\ N = \frac{\lambda\cdot E}{h\cdot c} = \frac{6\cdot 10^{-7}\ m\cdot 12\ J}{6,62\cdot 10^{-34}\ J\cdot s\cdot 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}} = \bf 3,62\cdot 10^{19}\ fotones$

La respuesta correcta es c).