Cuántica

Sobre una superficie de sodio metálico inciden simultáneamente dos radiaciones monocromáticas de longitudes de onda λ₁ = 500 nm y λ₂ = 560 nm. El trabajo de extracción del sodio es 2,3 eV.

1.  Determine la frecuencia umbral de efecto fotoeléctrico y razone si habría emisión fotoeléctrica para las dos radiaciones indicadas.
2.  Explique las transformaciones energéticas en el proceso de fotoemisión y calcule la velocidad máxima de los electrones emitidos.

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

Un haz de electrones se acelera con una diferencia de potencial de 30 kV.
a) Determine la longitud de onda asociada a los electrones.
b) Se utiliza la misma diferencia de potencial para acelerar electrones y protones.
Razone si la longitud de onda asociada a los electrones es mayor, menor o igual a la de los protones. ¿Y si los electrones y los protones tuvieran la misma velocidad?
h = 6,6 ·10 -34 J s ; e = 1,6 ·10 -19 C ; me = 9,1·10 -31 kg

a) ¿Qué se entiende por dualidad onda-corpúsculo?

b) Un electrón y un neutrón se desplazan con la misma energía cinética. ¿Cuál de ellos tendrá un menor valor de longitud de onda asociada? Razone la respuesta.

a) ¿Puede conocerse exactamente y de forma simultánea la posición y la velocidad de un electrón? ¿Y en el caso de una pelota de tenis? Razone la respuesta.

b) Se ilumina con luz de longitud de onda λ=3 .10^-7 m la superficie de un metal alcalino cuyo trabajo de extracción es de 2 eV. Calcule la velocidad máxima de los electrones emitidos y la frecuencia umbral o de corte.

c= 3. 10 ⁸ m/s ; h=6,62 .10 ^-34 J.s ; e= 1,6. 10 ^-19 C ; m_e=9,11 .10 ^-31 kg

a) Explique la hipótesis de De Broglie de dualidad onda-corpúsculo y por qué no se considera dicha dualidad al estudiar los fenómenos macroscópicos.

b) Determine la relación entre las longitudes de onda asociadas a electrones y protones acelerados con una diferencia de potencial de 2•10⁴ V,

h=6,63 .10 ^-34 J.s; e= 1,60. 10 ^-19 C ; m_e=9,11 .10 ^-31 kg; m_p = 1,67 . 10 ^-27 kg

Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Cuando un electrón de un átomo pasa de un estado más energético a otro menos energético emite energía y esta energía puede tomar cualquier valor en un rango continuo.

b) La longitud de onda asociada a una partícula es inversamente proporcional a su masa.

a) Un haz de electrones se acelera bajo la acción de un campo eléctrico hasta una velocidad de 6⋅10⁵     ms^–1. Haciendo uso de la hipótesis de De Broglie calcule la longitud de onda asociada a los electrones.

b) La masa del protón es aproximadamente 1800 veces la del electrón. Calcule la relación entre las longitudes de onda de De Broglie de protones y electrones suponiendo que se mueven con la misma energía cinética.

h = 6,63·10^-34 J s ; me = 9,1·10^-31 kg.

Al iluminar la superficie de un metal con luz de longitud de onda 280 nm, la emisión de fotoelectrones cesa para un potencial de frenado de 1,3 V.

a) Determine la función trabajo del metal y la frecuencia umbral de emisión fotoeléctrica.

b) Cuando la superficie del metal se ha oxidado, el potencial de frenado para la misma luz incidente es de 0,7 V. Razone cómo cambian, debido a la oxidación del metal: i) la energía cinética máxima de los fotoelectrones; ii) la frecuencia umbral de emisión; iii) la función trabajo.

c = 3 · 10 ⁸ m s^-1 ; h = 6,6 · 10 ^{– 34} J s ; e = 1,6 · 10 ^{– 19} C