tarea de fisica

Física P.A.U.

FÍSICA MODERNA

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FÍSICA MODERNA
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INTRODUCCIÓN

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RECOMENDACIONES

1.

Se hará una lista con los datos, pasándolos al Sistema Internacional si no lo estuviesen.

2.

Se hará otra lista con las incógnitas.

3.

En algunos casos se dibujará un croquis de la situación, procurando que las distancias del croquis sean coherentes con ella.

4.

Se hará unalista de las ecuaciones que contengan las incógnitas y alguno de los datos, mencionando a la ley o principio al que se refieren.

5.

En caso de tener alguna referencia, al terminar los cálculos se hará un análisis del resultado
para ver si es el esperado.

6.

En muchos problemas las cifras significativas de los datos son incoherentes. Se resolverá el
problema suponiendo que los datosque aparecen con una o dos cifras significativas tienen la
misma precisión que el resto de los datos (por lo general tres cifras significativas), y al final se
hará un comentario sobre el las cifras significativas del resultado.

●

ACLARACIONES

1.

Los datos de los enunciados de los problemas no suelen tener un número adecuado de cifras
significativas, bien porque el redactor piensaque la Física es una rama de las Matemáticas y los
números enteros son números «exactos» (p.ej la velocidad de la luz: 3×108 m/s cree que es
300 000 000,000000000000000... m/s) o porque aún no se ha enterado de que se puede usar calculadora en el examen y le parece más sencillo usar 3×108 que 299 792 458 m/s).
Por eso he supuesto que los datos tienen un número de cifras significativasrazonables, casi
siempre tres cifras significativas. Menos cifras darían resultados, en ciertos casos, con amplio
margen de error. Así que cuando tomo un dato como c = 3×108 m/s y lo reescribo como:
Cifras significativas: 3
c = 3,00×108 m/s
lo que quiero indicar es que supongo que el dato original tiene tres cifras significativas (no que
las tenga en realidad) para poder realizar los cálculos con unmargen de error más pequeño que
el que tendría si lo tomara tal como lo dan. (3×108 m/s tiene una sola cifra significativa, y un error
relativo del 30 %. Como los errores se suelen acumular a lo largo del cálculo, el error final sería
inadmisible. Entonces, ¿para qué realizar los cálculos? Con una estimación sería suficiente).

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PROBLEMAS

●MECÁNICA CUÁNTICA.

1.

En una célula fotoeléctrica, el cátodo metálico se ilumina con una radiación de λ = 175 nm, el potencial de frenado para los electrones es de 1 voltio. Cuando se usa luz de 200 nm, el potencial
de frenado es de 1,86 V. Calcula:
a) El trabajo de extracción del metal y la constante de Planck h.
b) ¿Se produciría efecto fotoeléctrico si se iluminase con luz de 250 nm?Datos: e = 1,6×10-19 C; c = 3×108 m/s; 1 m = 109 nm
(P.A.U. Jun. 02)

Rta.: a) ¿h = –6,4×10-34 J·s?, ¿We = –1,3×10-18 J?; b) ¿Sí?
Datos
Longitud de onda de la primera radiación
Potencial de frenado en la experiencia con la primera radiación
Longitud de onda de la segunda radiación
Potencial de frenado en la experiencia con la segunda radiación
Carga del electrón
Velocidad de la luz en elvacío
Incógnitas
Trabajo de extracción del metal
Constante de Planck
Energía de un fotón de λ = 250 nm
Otros símbolos
Energía cinética máxima de los electrones emitidos
Frecuencia de los fotones
Ecuaciones
De Einstein del efecto fotoeléctrico
De Planck (energía de un fotón)
Relación entre la energía cinética de los electrones y el potencial de frenado
Relación entre la frecuencia y lalongitud de onda de una onda

Cifras significativas: 3
λ1 = 175 nm = 1,75×10-7 m
V1 = 1,00 V
λ2 = 200 nm = 2,00×10-7 m
V2 = 1,86 V
e = 1,60×10-19 C
c = 3,00×108 m/s
We
h
Ef
Ec
f1, f2
Ef = We + Ec
Ef = h · f
Ec = e · V
f=c/λ

Solución:
a) La ecuación de Einstein del efecto fotoeléctrico queda
h ·c
=W ee ·V
λ

Sustituyendo los dos pares de datos:
h ·3,00×108 [m·s −1 ]
=W...