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Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica C-88

23/03/2019 por rubensalvador

a) Explique la conservación de la energía en el proceso de emisión de electrones por una superficie metálica al ser iluminada con luz adecuada.

b) Los fotoelectrones expulsados de la superficie de un metal por una luz de 4.10^-7 m de longitud de onda en el vacío son frenados por una diferencia de potencial de 0,8 V. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para frenar los electrones expulsados de dicho metal por otra luz de 3.10^-7 m de longitud de onda en el vacío? Justifique todas sus respuestas.

c= 3.10⁸ m s^-1; e= 1,6.10^-19 C; h = 6,63.10^-34 J s

Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica C-88

Universidad Cuántica U-c-8

20/11/2018 por rubensalvador

La energía de Fermi de la plata es 5.1 eV. Calcular a 300 K, la probabilidad de que esté ocupado un estado cuya energía es: (a) 5 eV; (b) 5’2 eV; (c) 6 eV; (d) Calcular la temperatura a la que la probabilidad de ocupación de un estado de 5’2 eV de energía es del 10%.

DATO: k_B= 1’38.1 0^-23 J/K

SOL.: (a) p(E1)= 97,95 %; (b) p(E2)= 2,05 %; (c) p (E3)= 7,84.10^-14%; (d) T= 527,67 K.

Universidad Cuántica U-c-5

20/11/2018 por rubensalvador

Para los siguientes conjuntos de números cuánticos n, l, m_l, indicar cuáles son correctos y qué orbital representan:

(a) 2, 2, 0 (b) 3, 2, 0 (c) 3, 0, 3 (d) 1, 1, 0 (e) 2, 1, 0.

Universidad Cuántica U-c-4

20/11/2018 por rubensalvador

Calcular la longitud de onda asociada a una partícula que se mueve con una velocidad de 2 . 10⁶ m/s si dicha partícula es: (a) un electrón; (b) un protón; (c) una bola de 0’2 kg de masa.

DATOS: me= 9’1 . 10^-31 kg; mp= 1’65 . 10^-27 kg; h= 6’62 . 10^-34J• s

SOL.: a) λ1= 363,736 pm; b) λ2= 0,2 pm; c) λ3= 1,655 . 10^-38pm

Universidad Cuántica U-c-3

20/11/2018 por rubensalvador

La radiación emitida por electrones que caen de un estado energético de 30,4 eV a otro de 5,54 eV se utiliza para irradiar un metal y producir efecto fotoeléctrico. Determinar: (a) La longitud de onda y frecuencia de la radiación utilizada; (b) El número de fotones por unidad de tiempo y área que llegan al metal si está radiación tiene una intensidad de 3 mW/m²; (c) el trabajo de extracción del metal si el potencial de frenado medido es de 22,4 V; (d) la frecuencia umbral para la emisión fotoeléctrica del metal utilizado.

SOL.: a) λ = 5 . 10^-8 m, v = 6.10¹⁵ Hz; b) 7,6.10¹⁴ fotones/m²s; c) Wo = 4 . 10^-18 J; d) vo = 6.10¹⁴ Hz

Universidad Cuántica U-c-2

20/11/2018 por rubensalvador

El cesio metálico se usa mucho en fotocélulas y en cámaras de televisión ya que tiene la energía de ionización más pequeña de todos los elementos estables. (a) ¿Cuál es la energía cinética máxima de un fotoelectrón emitido por el cesio a causa de una luz de 500 nm? (Téngase en cuenta que no se emiten fotoelectrones si la longitud de onda de la luz utilizada para irradiar la superficie del cesio es mayor de 660 nm); (b) Usar la masa en reposo del electrón para calcular la velocidad del fotoelectrón del apartado (a).

DATOS: h= 6’62•10^-34J•s; c= 3.10⁸ m/s; me= 9’11 0^-31 kg

SOL.: (a) Ecmax= 9,629 • 10^-20J; (b) v = 4,60 . 10⁵ m/s

Universidad Cuántica U-c-1

20/11/2018 por rubensalvador

La intensidad de la luz solar en la superficie terrestre es aproximadamente de 1400 Wm^-2. Si la energía media de los fotones se corresponde con una longitud de onda del orden de 600 nm, calcular el número de fotones que inciden sobre un área de 1 cm² cada segundo.

SOL: N = 4,38 • 10¹⁷ fotones/s

Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica C-7

23/03/201906/06/2018 por rubensalvador

Al incidir luz de longitud de onda 620 nm en la superficie de una fotocélula, la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos es 0,14 eV.

a) Determine la función trabajo del metal y el potencial de frenado que anula la fotoemisión.

b) Explique, con ayuda de una gráfica, cómo varía la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos al variar la frecuencia de la luz incidente.

c = 3 · 10⁸ m s ^{– 1} ; h = 6,6 · 10 ^{– 34} J s ; e = 1,6 · 10^{– 19} C

Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica-C-69

28/05/2018 por rubensalvador

Al iluminar un fotocátodo de sodio con haces de luz monocromáticas de longitudes de onda 300 nm y 400 nm, se observa que la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos es de 1,85 eV y 0,82 eV, respectivamente.

a) Determine el valor máximo de la velocidad de los electrones emitidos con la primera radiación.

b) A partir de los datos del problema determine la constante de Planck y la energía de extracción del metal.

c= 3. 10 ⁸ m/s ; e= 1,6. 10 ^-19 C ; m_e=9,1 .10 ^-31 kg;

Ejercicio resuelto selectividad física cuántica c-70

01/04/201910/05/2018 por rubensalvador

Sobre una superficie de potasio; cuyo trabajo de extracción es 2,29 eV, incide una radiación de 0,2.10^-6 m de longitud de onda.

a) Razone si se produce efecto fotoeléctrico y, en caso afirmativo, calcule la velocidad de los electrones emitidos y la frecuencia umbral del material.

b) Se coloca una placa metálica frente al cátodo. ¿Cuál debe ser la diferencia de potencial entre ella y el cátodo para que no lleguen electrones a la placa?

c= 3. 10 ⁸ m/s ; h=6,6 .10^-34J.s; e= 1,6. 10 ^-19 C ; m_e=9,1 .10 ^-31 kg;