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GUIA DE PROBLEMAS DE FISICA III



Unidad 6– Modelos del Atomo.


Problema 1)
Una partícula ( con una energía cinética de 7,68 MeV incide centralmente sobre el núcleo de un átomo de cobre. Sabiendo que m( = 4 mp y que el número atómico del cobre es 29; determinar la distancia de máximo acercamiento entre la partícula y el núcleo.
mp = 1,67252(10-27 kg



Modelos atómicosProblema 2)
Evaluar para las 5 primeras órbitas del átomo de H, los valores de:
a) el radio de las órbitas (en Å);
b) la velocidad tangencial del electrón (m/s);
c) la frecuencia (rps);
d) el período de rotación (s) y
e) las energías cinética, potencial y total en eV.
Tabular los resultados en función de n.

Problema 3)
a) ¿Cuantas revoluciones da el electrón de un átomo de H en el niveln = 2 antes de decaer "espontáneamente" al n =1, si la vida media de permanencia del electrón en cualquier estado excitado es de 10-8 s?
b) ¿Cuántas en el nivel n = 1 y en el n = (?
c) Según el modelo de Bohr. ¿Qué significado físico poseen las órbitas n = 1 y n =(?

Problema 4)
¿Qué energía (en eV) se requiere papa llevar al electrón desde el estado fundamental al primero, al segundo yal tercer estado excitado en átomos de H?

Problema 5)
a) ¿Qué energía mínima se necesita para extraer desde su estado fundamental al electrón del átomo de H?
b) ¿Qué sucede si se supera dicho valor?
c) ¿Qué sucede sí no se supera dicho valor?

Problema 6)
Un haz de electrones incide sobre un blanco de átomos de H en su estado fundamental de energía. ¿Con qué energía mínima emergerándichos electrones después de interactuar con un átomo de H, si su energía cinética al incidir sobre los átomos fuese de:
a) 8,72 eV;
b) 11,21 eV?

Problema 7)
a) ¿A qué potencial mínimo se debe acelerar un haz de electrones para que al incidir sobre una muestra de H se observe la 2a línea de la serie de Balmer?
b) Con dicho potencial, se observan otras líneas. ¿Cuáles?

Problema 8)Calcular las longitudes de onda de las dos primeras líneas y del límite de las series de Balmer del Helio ionizado.

Problema 9)
a) ¿Cuál es la energía de ligadura del único electrón del ion B4+?
b) Encontrar la longitud de onda del fotón emitido por un ion cuando el electrón va desde el primer estado excitado al fundamental.

Problema 10)
a) Encontrar la energía en eV requerida para ionizarcompletamente al Ca19+ (con un solo electrón).
b) ¿Cómo comparar con la energía de 3,7 KeV requerida para excitar la línea K del Ca?
c) ¿Por qué la diferencia?

Problema 11)
Una mezcla de H ordinario y tritio (el tritio es un isótopo que tiene un núcleo con una masa aproximadamente 3 veces mayor que la del H ordinario) se excita y se observa el espectro.¿Qué separación tendrán las ( delas líneas H( de los 2 tipos de H.



Rayos X

Problema 12)
Un aparato de Rayos X, posee un anticátodo de Molibdeno sobre el que inciden electrones con una energía de 0,48(10-14 J.
a) ¿Cuál es la longitud de onda mínima medida en nm de los rayos X emitidos?
b) ¿Cuál es su frecuencia?
c) ¿Qué voltaje acelerador se emplea?
Rta.: a) (min = 0,04 nm b)(max = 7,2(1019 1/s c) V = 30 kVProblema 13)
Se midieron los potenciales de frenado de los fotoelectrones emitidos, por un cierto elemento al ser irradiado con rayos X monocromáticos, obteniéndose los siguientes valores: 24, 100, 110 y 115 kV. Si este elemento se utiliza como blanco en un tubo de rayos X. ¿Cuál será la longitud de onda de la línea K(?
Rta.: 0,0165 nmProblema 14)
La primera línea de la serie K del Tungsteno (K() tiene una longitud de onda de 0,0215 nm y la última línea de la misma serie 0,0178 nm.
a) Calcular el potencial de frenado (en V) de los fotoelectrones, que libera de un metal, la línea K( del Tungsteno.
b) Calcular el voltaje mínimo a aplicar entre el filamento y el blanco de Tungsteno, necesario para excitar la misma línea....