Cuestiones y problemas de física moderna

Relación de cuestiones y problemas

Efecto fotoeléctrico

(17-R) b) La frecuencia umbral de fotoemisión del potasio es 5,5·1014 s-1. Calcule el trabajo de extracción y averigüe si se producirá efecto fotoeléctrico al iluminar una lámina de ese metal con luz de longitud de onda 5·10-6 m.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(17-E) b) Una lámina metálica comienza a emitir electrones al incidir sobre ella radiación de longitud de onda 2,5·10-7 m. Calcule la velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos si la radiación que incide sobre la lámina tiene una longitud de onda de 5·10-8 m.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1 ; me = 9,11·10-31 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(17-R) b) Al iluminar la superficie de un cierto metal con un haz de luz de longitud de onda 2·10-8 m, la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos es de 3 eV. Determine el trabajo de extracción del metal y la frecuencia umbral.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(18-E) b) Los fotoelectrones expulsados de la superficie de un metal por una luz de 4·10-7 m de longitud de onda en el vacío son frenados por una diferencia de potencial de 0,8 V. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para frenar los electrones expulsados de dicho metal por otra luz de 3·10-7 m de longitud de onda en el vacío? Justifique todas sus respuestas.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(18-E) b) Se ilumina la superficie de un metal con dos haces de longitudes de onda l1 = 1,96·10-7 m y l2 = 2,65·10-7 m. Se observa que la energía cinética de los electrones emitidos con la luz de longitud de onda l1 es el doble que la de los emitidos con la de l2. Obtenga la energía cinética con que salen los electrones en ambos casos y la función trabajo del metal. h = 6,63·10-34 J s; c = 3·108 m·s-1

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(18-E) b) Para poder determinar la constante de Planck de forma experimental se ilumina una superficie de cobre con una luz de 1,2·1015 Hz observándose que los electrones se emiten con una velocidad de 3,164·105 m s-1. A continuación se ilumina la misma superficie con otra luz de 1,4·1015 Hz y se observa que los electrones se emiten con una velocidad de 6,255·105 m s-1. Determine el valor de la constante de Planck y la función trabajo del cobre.
e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1 ; me = 9,11·10-31 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(19-R) b) Una lámina de sodio metálico cuyo trabajo de extracción es de 2,3 eV, es iluminada por una radiación de longitud de onda 4·10-7 m. ¿Cuál será la velocidad de los electrones emitidos? ¿Cuál sería la velocidad de los electrones si se ilumina con una radiación de longitud de onda 6·10-7 m?
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1 ; me = 9,11·10-31 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(20-R) b) Si sobre un metal incide luz de longitud de onda de 3·10-7 m, se observa que se emiten electrones cuya velocidad máxima es de 8,4·105 m s-1. Determine: i) La energía de los fotones incidentes. ii) El trabajo de extracción del metal iii) El potencial de frenado que habría que aplicar.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1 ; me = 9,11·10-31 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(21-SJul) D.1. b) Al iluminar un electrodo de platino con dos haces de luz monocromáticas de longitudes de onda 1,5⋅10-7 m y 1⋅10-7 m, se observa que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es de 3,52eV y 7,66eV, respectivamente. Determine razonadamente: i) La constante de Planck. ii) La frecuencia umbral del platino.
e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1 ;

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(21-ResA) D.1. b) Para medir el trabajo de extracción de un metal, A, se hace incidir un haz de luz monocromática sobre dos muestras, una de dicho metal, y otra de un metal, B, cuyo trabajo de extracción es de 4,14 eV. Los potenciales de frenado de los electrones producidos son 9,93 V y 8,28 V, respectivamente. Calcule razonadamente: i) La frecuencia de la luz utilizada. ii) El trabajo de extracción del metal A. h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; c = 3·108 m·s-1 ;

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(21-ResB) D.2. b) La máxima longitud de onda con la que se produce el efecto fotoeléctrico en el calcio es de 4,62⋅10-7 m. Calcule: i) La frecuencia umbral del calcio. ii) Su trabajo de extracción. iii) La energía cinética máxima de los electrones emitidos cuando se ilumina una lámina de calcio con luz ultravioleta de 2,5⋅10-7 m.
h = 6,63·10-34 J s; c = 3·108 m·s-1 ;

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

Principio de De Broglie

(17-R) b) Determine la relación entre las longitudes de onda asociadas a electrones y protones acelerados con una diferencia de potencial de 2·104 V.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; me = 9,11·10-31 kg; mp = 1,67·10-27 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(17-R) b) ¿Qué velocidad ha de tener un electrón para que su longitud de onda sea 100 veces mayor que la de un neutrón cuya energía cinética es 6 eV?
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; me = 9,11·10-31 kg; mn = 1,69·10-27 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(20-R) b) Determine la diferencia de potencial con la que debe acelerarse una partícula α para que su longitud de onda asociada sea de 10-13 m, teniendo en cuenta las relaciones entre las masas y las cargas indicadas en el apartado a).
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; mp = 1,67·10-27 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(20-R) b) Determine la diferencia de potencial necesaria para acelerar un electrón desde el reposo y lograr que tenga asociada la misma longitud de onda de De Broglie que un neutrón de 8∙10-19 J de energía cinética.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; me = 9,11·10-31 kg ; mn = 1,7·10-27 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(21-J) D.2. b) Un electrón tiene una longitud de onda de De Broglie de 2,8⋅10-10 m. Calcule razonadamente: i) La velocidad con la que se mueve el electrón. ii) La energía cinética que posee.
h = 6,63·10-34 J s; me = 9,11·10-31 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(21-SJ) D.1. b) Las moléculas de hidrógeno gaseoso (H2), en condiciones estándar, se mueven a una velocidad promedio de 1846 m/s. Resuelva los siguientes apartados razonadamente. i) ¿Cuánto vale la longitud de onda de De Broglie promedio de las moléculas de hidrógeno? ii) ¿A qué velocidad debería moverse un electrón para tener la misma longitud de onda que las moléculas de hidrógeno?
h = 6,63·10-34 J s; me = 9,11·10-31 kg; m(H2) = 3,346·10-27 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

(21-Jul) D.2. b) Una partícula alfa (α) emitida en el decaimiento radiactivo del 238U posee una energía cinética de 6,72⋅10-13 J. i) ¿Cuánto vale su longitud de onda de De Broglie asociada? ii) ¿Qué diferencia de potencial debería existir en una región del espacio para detener por completo la partícula alfa? Indique mediante un esquema la dirección y sentido del campo necesario para ello. Razone todas sus respuestas.
h = 6,63·10-34 J s; e = 1,60·10-19 C; m(α) = 3,346·10-27 kg

FÍSICA MODERNA Y FÍSICA NUCLEAR

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