Física moderna - efecto fotoeléctrico

En el laboratorio de óptica, se realiza el experimento del efecto fotoeléctrico, en el cual se hace incidir, sobre una superficie metálica, fotones con longitud de onda $\lambda_1 = 3\times10^{-8}$ m. En este experimento se determinó que el potencial de frenado de los fotoelectrones emitidos es 36 V. En las mismas condiciones, ¿qué longitud de onda de luz $\lambda_2$ debe irradiarse en la misma placa metálica para que la energía cinética máxima de los fotoelectrones sea 46 eV?

Datos: $h = 4\times10^{-15}$ eV·s; $c = 3\times10^{8}$ m/s

Cuando se hallan en el planeta Tierra, Juan y José tienen la misma edad: $60$ años y $6$ meses. Juan se sube a una nave y viaja en una expedición experimental hacia el espacio a la velocidad de $0{,}8c$. Si regresa después de $9$ años (medidos por Juan, en su propio reloj de a bordo), determine la edad de José al regreso de Juan.

Dato: $c = 3\times 10^8$ m/s.

Cuando se hallan en el planeta Tierra, Juan y José tienen la misma edad: $60$ años y $6$ meses. Juan se sube a una nave y viaja en una expedición experimental hacia el espacio a la velocidad de $0{,}8c$. Si regresa después de $9$ años (medidos por Juan, en su propio reloj de a bordo), determine la edad de José al regreso de Juan.

Dato: $c = 3\times 10^8$ m/s.

Cuando se hallan en el planeta Tierra, Juan y José tienen la misma edad: $60$ años y $6$ meses. Juan se sube a una nave y viaja en una expedición experimental hacia el espacio a la velocidad de $0{,}8c$. Si regresa después de $9$ años (medidos por Juan, en su propio reloj de a bordo), determine la edad de José al regreso de Juan.

Dato: $c = 3\times 10^8$ m/s.

El muon es una partícula elemental cuyo tiempo de vida en reposo se estima en $2\times10^{-6}\ \text{s}$. Si se desplaza con rapidez muy cercana a la luz, su tiempo de vida media es $\left(\dfrac{20}{\sqrt{19}}\right)\times10^{-6}\ \text{s}$. ¿A qué rapidez se desplaza el muon, en función de $c = 3\times10^8\ \text{m/s}$?

Una célula fotoeléctrica controla la puerta de un ascensor. El fabricante de los componentes fotoeléctricos determinó que, al irradiar uno de los electrodos de la célula con fotones de longitudes de onda igual a 2 μm, el metal comenzó a emitir fotoelectrones. También, observó que, cuando se aplica una diferencia de potencial de 0,3 V entre los electrodos de la célula, la corriente eléctrica se anula. Identifique la función de trabajo que halló el fabricante de los componentes fotoeléctricos del ascensor.

Datos: $h = 4{,}14\times 10^{-15}$ eV·s; $c = 3\times 10^8$ m/s

En un experimento de efecto fotoeléctrico con luz de cierta frecuencia, se requiere una diferencia de potencial de frenado de 45,5 V para reducir la intensidad de corriente a cero. La figura muestra el diagrama del circuito usado durante el experimento. Determine la rapidez máxima de los fotoelectrones emitidos.

Datos: $1\ eV=1,6\times10^{-19}\ J$; $m_e=9,1\times10^{-31}\ kg$