UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

FISICA DE SEMICONDUCTORES

TAREA 2

“Efecto Fotoeléctrico”

PROFESORA:

Fátima Moumtadi

ALUMNO:

Rivero Díaz Bernardo

GRUPO: 03

EJERCICIOS DE FÍSICA DE SEMICONDUCTORES

EFECTO FOTOELÉCTRICO

1. Mediciones del efecto fotoeléctrico realizadas con la superficie de un metal particular indican que para luz de 313 nm de longitud de onda el voltaje de extinción es de 0.95 V. Determine la función de trabajo del metal.

Con:

Sabemos que:

Sustituyendo datos en (1)

La energía cinética máxima está dada por:

Sustituyendo datos en (2)

Sabemos que:

Sustituyendo (3) en (4)

La función del trabajo está dada por:

Sustituyendo datos

2. Si la función de trabajo del potasio es de 2.24 eV, calcule la rapidez máxima de los fotoelectrones que se desprenden de su superficie limpia, cuando ésta se ilumina con luz de 546 nm. Con:

Sabemos que:

Sustituyendo datos en (1)

La energía cinética máxima está dada por:

Sustituyendo datos en (2)

Sabemos que:

Sustituyendo (3) en (4)

3. Cuando una superficie limpia de cobre se irradia con radiación ultravioleta de 254 nm, el voltaje de extinción es de 0.181 V. Determine: a) La frecuencia de umbral para el efecto fotoeléctrico en esta superficie, y la longitud de onda correspondiente. Con:

Sabemos que:

Sustituyendo datos en (1)

La energía cinética máxima está dada por:

Sustituyendo datos en (2)

Sabemos que:

Sustituyendo (3) en (4)

Para obtener la longitud de onda

b) La función de trabajo de la superficie. La función del trabajo está dada por:

Sustituyendo datos

4. ¿Qué función de trabajo mínima necesitaría tener un metal para poder emitir fotoelectrones al ser irradiado con luz visible, es decir con radiación de entre 400 y 700 nm de longitud de onda?.

Con:

Sabemos que:

Tomando λ1=400(nm)Sustituyendo datos en (1)

Tomando frecuencia= como frecuencia umbralLa función del trabajo minimo está dada por:

Sustituyendo datos

5. Al iluminar la superficie de un metal con luz de 546 nm de longitud de onda, el voltaje de extinción es de 0.42 V. ¿Cuál será el voltaje de extinción si la iluminación tiene una longitud de onda de 492 nm? Con:

Sabemos que:

Sustituyendo lamda1 en (1)

La energía cinética máxima está dada por:

Sustituyendo datos en (2)

Sabemos que:

Sustituyendo (3) en (4)

Sustituyendo lamda2 en 1

Sustituyendo frecuencia2 en (5)

Despejando de la ecuación (2) y sustituyendo (6) en (2)

6. Respuesta del ojo. La sensibilidad del ojo humano es máxima para la luz verde de 505 nm de longitud de onda. Experimentos han demostrado que cuando la gente se mantiene en una habitación oscura hasta que sus ojos se adaptan a la oscuridad, un solo fotón de luz verde dispara las células receptoras en los bastones de la retina. Calcule: (a) La frecuencia de dicho fotón. Con:

Sabemos que:

Sustituyendo datos en (1)

(b) La energía en joules y en electrón volts que el fotón entrega a las células receptoras. Sabemos que:

Sustituyendo datos en (2)

7. Cierto láser que se utiliza para soldar retinas desprendidas emite luz con una longitud de onda de 652 nm en pulsos de 20.0 ms de duración. La potencia promedio durante cada pulso es de 0.600 W. Determine: (a) La energía en joules emitida en cada pulso. La energía en un pulso está dada por

Sustituyendo datos en (1)

(b) La energía en joules da cada fotón. La energía para cada fotón está dada por

Sustituyendo datos en (2)

(c) El número de fotones emitidos en cada pulso.

Para el número de fotones (N) tenemos

Sustituyendo datos en (3)

8. Cierta fuente de luz emite una radiación de 600 nm de longitud de onda, con una potencia de 75 W. Calcule: (a) La frecuencia de la luz emitida. Con:

Sabemos que:

Sustituyendo datos en (1)

(b) El número promedio de fotones emitidos cada segundo.La energía en 1 seg está dada por

Sustituyendo datos en (2)

La energía para cada fotón está dada por

Sustituyendo datos en (3)

Para el número de fotones (N) tenemos

Sustituyendo datos en (4)