Cuántica

a) Razone si las siguientes afirmaciones son correctas: i) La energía de los fotoelectrones emitidos por un metal irradiado es la misma que la de los fotones absorbidos por dicho metal. ii) Si se irradia un metal con luz blanca, produciéndose el efecto fotoeléctrico en todo el rango de frecuencias de dicha luz, la mayor energía cinética corresponderá a los fotoelectrones emitidos por las componentes espectrales de la región del rojo.

b) Al iluminar un metal con luz de frecuencia 2,5 . 10 ¹⁵ Hz se emiten electrones cuyo potencial de frenado es de 7,20 V. A continuación, se ilumina con otra luz de longitud de onda 1,8 ·10^-7 m y el potencial disminuye a 3,75 V. Determine razonadamente: i) el valor de la constante de Planck; ii) el trabajo de extracción del metal.

c = 3·10⁸ m s-¹;    e = 1,6·10^-19 C

a) Una molécula de oxígeno y otra de nitrógeno tienen la misma energía cinética. Determine razonadamente la relación entre las longitudes de onda de estas dos moléculas sabiendo que la masa de la molécula de oxígeno es 1,14 veces mayor que la masa de la de nitrógeno.

b) En un microscopio electrónico se aplica una diferencia de potencial de 3000 V a electrones que inicialmente están en reposo. Determine razonadamente: i) la longitud de la onda de De Broglie de los electrones; ii) la longitud de onda de De Broglie si la diferencia de potencial se reduce a 50 V.

h = 6,63·10 ^-34 J s; e = 1,6·10-¹⁹ C; me = 9,1·10^–31 kg

a) Considere un núcleo de ²⁸Si y otro de ⁵⁶Fe. La masa del núcleo de hierro es el doble que la del núcleo de silicio. Determine, de forma justificada, la relación entre sus longitudes de onda de De Broglie en las siguientes situaciones: i) si el momento lineal o cantidad de movimiento es el mismo para los dos; ii) si los dos núcleos se mueven con la misma energía cinética.

b) Los neutrones que se emiten en un proceso de fisión nuclear tienen una energía cinética de 1,6 · 10^-13 J. i) Determine razonadamente la longitud de onda de De Broglie y su velocidad. ii) Calcule la longitud de onda de De Broglie cuando la velocidad de los neutrones se reduce a la mitad

h= 6,63 · 10^-34 J s ; m_n= 1,67 · 10^-27 kg

a) Un mesón π tiene una masa 275 veces mayor que la de un electrón. i) ¿Qué relación existe entre las longitudes de onda de De Broglie del mesón y el electrón si ambos se mueven con la misma velocidad? ii) ¿Y si se mueven de modo que poseen la misma energía cinética? Razone sus respuestas.

b) Las moléculas de hidrógeno gaseoso (H2), en condiciones estándar, se mueven a una velocidad promedio de 1846 m s^-1. Resuelva los siguientes apartados razonadamente. i) ¿Cuánto vale la longitud de onda de De Broglie promedio de las moléculas de hidrógeno? ii) ¿A qué velocidad debería moverse un electrón para tener la misma longitud de onda que las moléculas de hidrógeno?

h = 6,63·10^-34 J s; m(H2)= 3,346·10^-27 kg; me = 9,1·10^-31 kg

a) A partir de la ecuación del efecto fotoeléctrico, razone si es cierta o falsa la siguiente afirmación: “La energía cinética máxima de los electrones emitidos varía linealmente con la frecuencia de la luz incidente”.

b) Para medir el trabajo de extracción de un metal, A, se hace incidir un haz de luz monocromática sobre dos muestras, una de dicho metal, y otra de un metal, B, cuyo trabajo de extracción es de 4,14 eV. Los potenciales de frenado de los electrones producidos son 9,93 V y 8,28 V, respectivamente. Calcule razonadamente: i) La frecuencia de la luz utilizada. ii) El trabajo de extracción del metal A.

e = 1,6·10^-19 C; h = 6,63·10^-34 J s

a) Indique, razonando la respuesta, si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “En el efecto fotoeléctrico, los electrones emitidos por el metal tienen la misma energía que los fotones incidentes”.

b) Al iluminar un electrodo de platino con dos haces de luz monocromáticas de longitudes de onda 1,5·10^-7 m y 1·10^-7 m, se observa que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es de 3,52 eV y 7,66 eV, respectivamente. Determine razonadamente: i) La constante de Planck. ii) La frecuencia umbral del platino.

c = 3 ·10⁸ m s^-1; e = 1,6 ·10^-19 C

a) Al incidir un haz de luz de cierta frecuencia sobre un metal se produce efecto fotoeléctrico. i) ¿Qué condición cumple la frecuencia de la luz para que se produzca dicho efecto? ii) ¿Qué ocurrirá si se aumenta la intensidad de dicho haz? Razone las respuestas.

b) La máxima longitud de onda con la que se produce el efecto fotoeléctrico en el calcio es de 4,62·10^-7 m. Calcule: i) La frecuencia umbral del calcio. ii) Su trabajo de extracción. iii) La energía cinética máxima de los electrones emitidos cuando se ilumina una lámina de calcio con luz ultravioleta de 2,5·10^-7 m.

h = 6,63·10^-34 J s; c = 3·10⁸ m s^-1