ejercicios p2 fisica moderna pucv

1. Una molécula H2 se encuentra en el estado fundamental tanto vibracional como rotacional. Absorbe un fotón de 1.35 x 1014 [Hz] y salta al nivel n = 1 y l =1. Luego, cae al nivel n = 0 y l = 2, a la vez que emite un fotón de 1.24 x 1014 [Hz] de frecuencia. Calcular:
a) El momento de inercia de la molécula de H2 alrededor de un eje que pasa por su centro de masa.
b) La frecuencia de vibración dela molécula.
c) La distancia de separación en equilibrio de esta molécula.


2. Un cristal transparente a la luz visible (por ejemplo el diamante –cristal de Carbono–) debe tener una estructura de bandas electrónicas como:

(Nota: B.C. y B.V. denotan las bandas de conducción y de valencia, respectivamente. Las zonas ennegrecidas denotan presencia de electrones y las zonas blancas ausencia deelectrones.)
Ayuda: transparente a la luz significa que los fotones atraviesan el material sin ser absorbidos ni dispersados.


3. Un sólido cristalino con sus bandas llenas no conduce electricidad debido a que:
I) Todos los electrones están fuertemente ligados a los átomos y no pueden moverse.
II) La mitad de los electrones se mueven en dirección del campo eléctrico y la otra mitad en sentidoopuesto, dando una corriente nula.
III) Los electrones no pueden aumentar su energía en forma continua debido a las brechas de energía entre las bandas.
IV) El principio de exclusión afirma que dos electrones no pueden estar en un mismo estado.
De estas explicaciones, sólo son correctas como causa del fenómeno:
a) Sólo I y III
b) Sólo II y IV
c) Sólo III y IV
d) Sólo I
e) Todas lasexplicaciones son correctas.

4. En un material semiconductor puro (sin impurezas), al aumentar la temperatura la conductividad eléctrica:
a) aumenta, porque los electrones libres tienen mayor energía cinética promedio.
b) disminuye, porque la energía de Fermi aumenta.
c) es siempre cero, porque hay tantos electrones como huecos, y éstos se mueven en sentidos opuestos.
d) aumenta, porque el número dehuecos y de electrones libres aumenta.
e) disminuye, porque el choque de los electrones con los átomos aumenta, sobrepasando el efecto en (d).

5. Silicio (Si) y Germanio (Ge) son dos elementos que, a temperatura ambiente, son sólidos semiconductores. Ambos elementos tienen igual valencia química, pero la brecha (“gap”) de energía prohibida entre las bandas de valencia y conducción son un pocodistintas: EG(Si) = 1,0 eV; EG(Ge) = 0,6 eV. Qué esperaría Ud. de la conductividad eléctrica a temperatura ambiente en el Silicio y el Germanio, en estado puro?
a) Son iguales
b) En el Ge, la conductividad es “un poco mayor” (1 a 10 veces mayor) que en el Si
c) En el Si, la conductividad es “un poco mayor” (1 a 10 veces mayor) que en el Ge
d) En el Si, la conductividad es “mucho mayor” (unasmil veces o más) que en el Ge
e) En el Ge, la conductividad es “mucho mayor” (unas mil veces o más) que en el Si


6. La figura muestra el espectro de emisión electromagnética de un cierto gas. Como ya sabemos, los fotones emitidos (radiación) corresponden a transiciones de niveles de energía en las moléculas del gas. Cuáles de las siguientes proposiciones son verdaderas:

I) Los fotonescorrespondientes a 2 son de mayor energía que los correspondientes a 3.
II) Los fotones emitidos con 1 corresponden a una transición más rápida (de vida media menor) que los fotones emitidos con 2.
III) El salto de energía entre niveles es mayor en la emisión de fotones con 1 que con 3.
a) Sólo I
b) Sólo I y II
c) Sólo II yIII
d) Todas
e) Ninguna


7. En el límite de temperaturas muy bajas (T 0),la expresión

a) tiende a cero
b) tiende a 1
c) tiende a: cero si E EF
d) tiende a: 1 si E > EF y a cero si E e) tiende a infinito

8. Considere oxígeno gaseoso (gas diatómico O2) a temperatura ambiente (T =300K, kT=1/ 40 eV). A esa temperatura, las moléculas chocan, rotan y se trasladan con energías del orden de kT. Sin embargo, muy pocas moléculas logran estados de...

Leer documento completo

Regístrate para leer el documento completo.