Fisica moderna

PROBLEMAS DE FÍSICA MODERNA

CUESTIONES

1. Considere las longitudes de onda de de Broglie de un electrón y de un protón. Razone cuál es menor si tienen:
a) El mismo módulo de la velocidad.
b) La misma energía cinética.
Suponga velocidades no relativistas.

2. Calcule el defecto de masa y la energía total de enlace del isótopo [pic]de masa atómica 15,0001089u.
a) Calcule laenergía de enlace por nucleón.
Datos: masa del protón mp = 1,007276u; masa del neutrón mn = 1,008665u unidad de masa atómica 1 u = 1,66x10 –27 kg; velocidad de la luz en el vacío c = 3x108 ms –1

3. Enuncie el principio de indeterminación de Heisemberg y comente su significado físico.

4. A)¿Qué intervalo aproximado de energías(en eV) corresponde a los fotones del espectro visible?B)¿Qué intervalo aproximado de longitudes de onda de De Broglie tendrían los electrones en ese intervalo de energías.

Las longitudes de onda del espectro visible están comprendidas, aproximadamente, entre 390nm en el violeta y 740 en el rojo.
Datos: Masa del electrón 9,1x10 –31 kg.; Valor absoluto de la carga del electrón e = 1,6x10 –19 C
Velocidad de la luz en el vacío c = 3x108 ms –1;Constante de Planck h = 6,63x10 –34 J s

5. Un haz de luz monocromática de longitud de onda en el vacío 450nm incide sobre un metal cuya longitud de onda umbral, para el efecto fotoeléctrico es de 612nm. Determine.
a) La energía de extracción de los electrones del metal.
b) La energía cinética máxima de los electrones que se arrancan del metal.
Datos: Velocidad de la luz en el vacío c =3x108 ms –1;
Constante de Planck h = 6,63x10 –34 J s

6. Dos partículas no relativistas tienen asociada la misma longitud de onda de De Broglie. Sabiendo que la masa de una de ellas es el triple que la masa de la otra, determine:
a) La relación entre sus momentos lineales.
b) La relación entre sus velocidades.

7. A)¿Qué velocidad ha de tener un electrón para que su longitud deonda de De Broglie sea 200 veces la correspondiente a un neutrón de energía cinética 6eV?
B)¿se puede considerar que el electrón a esta velocidad es no relativista?

Datos: Velocidad de la luz en el vacío c = 3x108 ms –1
Valor absoluto de la carga del electrón e = 1,6x10 –19 C
Masa del electrón 9,1x10 –31 kg.
Masa del neutrón =1,7x10 –27 kg.

8. Un isótopo 234Utiene un periodo de semidesintegración (semivida) de 250000 años. Si partimos de una muestra de 10 gramos de dicho isótopo, determine:
a) La constante de desintegración radiactiva.
b) La masa que quedará sin desintegrar después de 50000 años.

9. Se dispone inicialmente de una muestra radiactiva que contiene 5x10 18 átomos de un isótopo de Ra, cuyo peiodo de semidesintegración (semivida) (es de 3,64 días. Calcule:
a) La constante de desintegración radiactiva del Ra y la actividad inicial de la muestra.
b) El número de átomos en la muestra al cabo de 30 días.

10. A una partícula material se le asocia la llamada longitud de onda de De Broglie.
a) ¿Qué magnitudes físicas determinan el valor de la longitud de onda de De Broglie? ¿Pueden dos partículas distintas condiferente velocidad tener asociada la misma longitud de onda de De Broglie?
b) ¿Qué relación existe entre las longitudes de onda de De Broglie de dos electrones cuyas energías cinéticas vienen dadas por 2 eV y 8eV?

PROBLEMAS

1. Un láser de longitud de onda l = 630nm tiene una potencia de 10mW y un diámetro del haz de 1mm. Calcule:
a) La intensidad del haz.
b) El número de fotones porsegundo que viajan con el haz.
Datos: velocidad de la luz en el vacío c = 3x108 ms –1
Constante de Planck 6,6x10 –34 J s

2. Si se ilumina con luz de l = 300nm la superficie de un material fotoeléctrico, el potencial de frenado vale 1,2V. El potencial de frenado se reduce a 0,6V por oxidación del material. Determine:
a) La variación de energía cinética máxima de los electrones...