Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Junio 2024

PREGUNTA 3. Física del siglo XX. Responda indicando y justificando la opción correcta:

3.1. Se ilumina el cátodo de una célula fotoeléctrica con una radiación de frecuencia  y el potencial de frenado es de 2 V. Si usamos una luz de 187,5 nm, el potencial de frenado será: a) menor; b) mayor; c) igual.

DATO:

3.2. Una nave espacial viaja a una velocidad uniforme 0,866·c relativa a la Tierra. Si un observador de la Tierra registra que la nave en movimiento mide 100 m, ¿cuánto medirá la nave para su piloto?: a) 50 m; b) 100 m; c) 200 m. Nota: c es la velocidad de la luz en el vacío.

3.1.  La respuesta correcta es la c. Si calculamos la frecuencia asociada a la longitud de onda obtenemos: 

De la expresión del efecto fotoeléctrico podemos despejar el potencial de frenado:

Como el cátodo de la célula fotoeléctrica es el mismo, el trabajo de extracción también será igual. Lo único que puede hacer que el potencial de frenado sea distinto es la frecuencia de la luz con la que se ilumina, pero como se puede comprobar es la misma, por lo que el potencial de frenado también será igual.

3.2.  La respuesta correcta es la c. Esta cuestión se explica por la relatividad del espacio que se refiere a que una misma distancia tendrá distinta medida para dos observadores situados en dos sistemas inerciales diferentes, que se mueven uno con respecto al otro. Esto queda reflejado en la siguiente ecuación:

Donde L es la longitud que mide el observador en reposo y L’ la que mide el observador que viaja en la nave a una velocidad v. De esta forma sustituyendo los datos obtenemos: