Fisica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas ÁREA DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO CODIGO DOCENTE : : : FISICA MODERNA CB-313 V HECTOR VALDIVIA MENDOZA CICLO FECHA : 2012 –2 : 27/09/12

Capitulo 40 pág. 1183 – 1185 (52 al 68) SERWAY. Vol 2. 1. Use el principio de incertidumbre a fin de demostrar que si un electrón estuviera confinado en el interior de un núcleoatómico de 2 x 10 -15 m de diámetro, tendría que estar desplazándose de manera relativista, en tanto que un protón confinado en el mismo núcleo podría estarse desplazando de manera no relativista. 2. Una mujer de pie sobre una escalera deja caer píldoras hacia un objetivo puntual en el piso. a) Demuestre que según el principio de incertidumbre, la distancia promedio de error debe ser por lo menosdonde H es la altura inicial de cada

píldora desde el piso y m es la masa de cada píldora. Suponga que la dispersión en los puntos de impacto está dada por . b) Si H =2.00 m y m = 0.500 g ¿Cuál es valor de 3. Diseñe un filamento de lámpara incandescente. Especifique la longitud y radio que puede tener un alambre de tungsteno para radiar ondas electromagnéticas con potencia de 75 W cuando susextremos se conectan a través de un suministro de potencial de 120 V. Suponga que su temperatura de operación constante es 2900 K y su emisividad es 0.450; también que toma energía sólo por transmisión eléctrica y pierde energía sólo por radiación electromagnética. De tabla 27.2, puede tomar la resistividad del tungsteno a 2900 K como 4. La tabla que aparece a continuación muestra datos obtenidos en unexperimento fotoeléctrico. a) Utilizando estos datos, elabore una grafica similar a la de la figura que construye una línea recta. De la grafica. Determine b) Un valor experimental para la constante de Planck (en joules- segundo) c) La función trabajo (en electrón volts) para la superficie. Dos cifras significativas son suficientes para cada respuesta. Longitud de onda (nm) 588 505 445 399Energía cinética máxima de los fotoelectrones (eV) 0.67 0.98 1.35 1.63

5. La figura muestra el potencial de frenado en función de la frecuencia del foton incidente para el efecto fotoeléctrico en el sodio. Use la grafica para determinar. a) La función trabajo b) La relación y c) La longitud de onda de corte. Los datos se han tomado de R.A. Millikan 6. Sobre el metal inciden fotones de longitud deonda . Los electrones con mayor energía expulsados del metal son desviados y forman un arco circular de radio R mediante un campo magnético de magnitud B. ¿Cuál es la función trabajo del metal? 7. La luz ultravioleta, con una sola longitud de onda y con intensidad de 550 W/m2 , incide de manera normal sobre la superficie de un metal que tiene una función trabajo de 3.44 eV. Se emite fotoelectronescon una rapidez máxima de 420 km/s. a) Encuentre la rapidez máxima posible de emisión de fotoelectrones desde 1 cm2 de la superficie al imaginar que cada fotón produce un fotoelectrón. b) Encuentre la corriente eléctrica que constituyen estos electrones. c) ¿Cómo supone que se compara la corriente real con esta corriente máxima posible? 8. Deduzca la ecuación para el desplazamiento compton , apartir de las ecuaciones de conservación de .

9. Demuestre que un fotón no puede transferir toda su energía a un electrón libre Sugerencia: observe que es necesario conservar la energía del sistema, asi como la cantidad de movimiento del mismo. 10. La potencia total por unidad de área emitida por un cuerpo negro a una temperatura T es el área bajo la curva en función de , como se observa en lafigura. A) Demuestre que esta potencia por unidad de área es igual a

Donde esta dada por la ley de radiación de Planck y es constante independiente de T. Este resultado se conoce como la ley de Stefan . A fin de efectuar la integración, es necesario hacer el cambio de variable y utilizar

Para mostrar que:

11. Deduzca la ley de desplazamiento de Wien a partir de la ley de Planck. Proceda...