Una lámina metálica comienza a emitir electrones al incidir sobre ella radiación de longitud de onda 5 . 10-7 m.
a)Calcule con qué velocidad saldrán emitidos los electrones si la radiación que incide sobre la lámina tiene una longitud de onda de 4 • 10-7 m.
b)Razone, indicando las leyes en que se basa, qué sucedería si la frecuencia de la radiación incidente fuera de 4,5 • 10 14 s– 1.
h =6,6 . 10-34 J.s ; c=3•108 ms -1 , me = 9,1 • 10– 31 kg
Un haz de electrones se acelera, desde el reposo, mediante una diferencia de potencial de 104V.
a)Haga un análisis energético del proceso y calcule la longitud de onda asociada a los electrones tras ser acelerados, indicando las leyes físicas en que se basa.
b) Repita el apartado anterior si en lugar de electrones, aceleramos protones, en las mismas condiciones.
h= 6,6 . 10– 34J s ; e= 1,6.10-19 C ; me = 9,1 . 10-31 kg ; mp= 1,7 . 10-27 kg
a) ¿Qué entiende por dualidad onda-corpúsculo?
b) Un protón y un electrón tienen la misma velocidad. ¿Son iguales las longitudes de onda de De Broglie de ambas partículas? Razone la respuesta.
Solución apartado a) Mirar correspondiente entrada de teoría aquí
Un protón y un electrón se mueven con la misma velocidad.
a) Explique cuál de los dos tiene una longitud de onda asociada mayor.
b) Razone cuál de ellos tendría una longitud de onda mayor si ambos tuvieran la misma energía cinética.
DERIVADAS SIN NECESIDAD DE UTILIZAR LA REGLA DE LA CADENA
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2–
3–
4–
5–
6–
7–
8–
9–
10–
11–
12–
13–f(x)=
14–
15–
16– f(x)=
17–
18–
19–
20–
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22–
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25–
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29–
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31–
32–
Explicación problema 18:
Explicación problemas 5, 6 y 15
a) Una superficie metálica emite fotoelectrones cuando se ilumina con luz verde pero no emite con luz amarilla. Explique razonadamente qué ocurrirá cuando se ilumine con luz violeta y cuando se ilumine con luz roja.
b) Una radiación de 1,8 .10-7m de longitud de onda incide sobre una superficie de rubidio, cuyo trabajo de extracción es 2,26 eV. Explique razonadamente si se produce efecto fotoeléctrico y, en caso afirmativo, calcule la frecuencia umbral del material y la velocidad de los electrones emitidos.
h = 6,63.10-34 J s; c = 3.108 m s-1; e = 1,6.10-19 C; me = 9,1.10-31 kg
a) ¿Qué se entiende por dualidad onda-corpúsculo? Si un electrón y un neutrón se desplazaran con la misma energía cinética, ¿cuál de ellos tendrá un mayor valor de longitud de onda asociada? Razone su respuesta.
b) Se acelera un protón desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 5000 V. Determine la velocidad del protón y su longitud de onda de de Broglie. Si en lugar de un protón fuera un electrón el que se acelera con la misma diferencia de potencial, calcule su energía cinética y longitud de onda. Justifique todas sus respuestas.
h = 6,63.10-34J s; e = 1,6 .10-19 C; mp = 1,7 •10-27 kg; me = 9,1.10-31 kg
Solución de la primera parte del apartado a): Consultar la teoría aquí
a) Cuando se ilumina un metal con un haz de luz monocromática se observa que se produce emisión fotoeléctrica. Si se varía la intensidad del haz de luz que incide en el metal, manteniéndose constante su longitud de onda, ¿variará la velocidad máxima de los electrones emitidos? ¿Y el número de electrones emitidos en un segundo? Razone las respuestas.
b) La máxima longitud de onda con la que se produce el efecto fotoeléctrico en un metal es de 7,1.10-7 m. Calcule la energía cinética máxima de los electrones emitidos cuando se ilumina con luz de 5.10-7 m, así como el potencial de frenado necesario para anular la fotocorriente. Justifique todas sus respuestas.
h = 6,63.10-34 J s; c = 3.108 m s-1; e = 1,6.10-19 C
a) Explique el principio de incertidumbre de Heisenberg y por qué no se tiene en cuenta en el estudio de los fenómenos ordinarios.
b) La frecuencia umbral de fotoemisión del potasio es 5,5 . 1014 s-1. Calcule el trabajo de extracción y averigüe si se producirá efecto fotoeléctrico al iluminar una lámina de ese metal con luz de longitud de onda 5.10-6 m.
h = 6,63.10-34J s; c = 3.108 m s-1
Solución apartado a) mirar la correspondiente entrada de teoría aquí
a) Teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico: concepto de fotón.
b) Un haz de luz provoca efecto fotoeléctrico en un determinado metal. Explique cómo se modifica el número de fotoelectrones y su energía cinética máxima si: i) aumenta la intensidad del haz luminoso; ii) aumenta la frecuencia de la luz incidente; iii) disminuye la frecuencia por debajo de la frecuencia umbral del metal.
Solución apartado a) Mirar correspondiente entrada de teoría aquí
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