Las masas de los isótopos y
, son 12,0000 u y 13,0034 u, respectivamente.
a) Explique qué es el defecto de masa de un núcleo y calcule el de ambos isótopos.
b) Calcule la energía de enlace por nucleón de los dos isótopos. Razone cual de los dos es más estable.
mp= 1,0073 u ; mn= 1,0087 u ; u= 1,66 •10-27 kg ; c = 3 . 108 m s-1
a) Escriba la ecuación de De Broglie y comente su significado físico.
b) Considere las longitudes de onda asociadas a protones y a electrones, e indique razonadamente cuál de ellas es menor si las partículas tienen la misma velocidad. ¿Y si tienen el mismo momento lineal?
Solución apartado a) Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí
Razone las respuestas a las siguientes cuestiones:
a) ¿Puede conocerse con precisión la posición y la velocidad de un electrón?
b) ¿Por qué el principio de incertidumbre carece de interés en el mundo macroscópico?
Si iluminamos la superficie de un cierto metal con un haz de luz ultravioleta de frecuencia 2,1·1015 Hz, los fotoelectrones emitidos tienen una energía cinética máxima de 2,5 eV.
a) Explique por qué la existencia de una frecuencia umbral para el efecto fotoeléctrico va en contra de la teoría ondulatoria de la luz.
b) Calcule la función trabajo del metal y su frecuencia umbral.
h = 6,63 ·10-34 J s ; e = 1,6 ·10-19 C
Se trata de medir el trabajo de extracción de un nuevo material. Para ello se provoca el efecto fotoeléctrico haciendo incidir una radiación monocromática sobre una muestra A de ese material y, al mismo tiempo, sobre otra muestra B de otro material cuyo trabajo de extracción es WB = 5 eV. Los potenciales de frenado son VA = 8 V y VB =12 V, respectivamente. Calcule:
a) La frecuencia de la radiación utilizada.
b) El trabajo de extracción WA .
h = 6,6 · 10 – 34 J s ; e = 1,6 · 10 – 19 C
a) ¿Es cierto que las ondas se comportan también como corpúsculos en movimiento? Justifique su respuesta.
b) Comente la siguiente frase: ¿Sería posible medir simultáneamente la posición de un electrón y su cantidad de movimiento, con tanta exactitud como quisiéramos, si dispusiéramos de instrumentos suficientemente precisos?
a) Enuncie la hipótesis de De Broglie. Comente el significado físico y las implicaciones de la dualidad onda-corpúsculo.
b) Un mesón π tiene una masa 275 veces mayor que un electrón. ¿Tendrían la misma longitud de onda si viajasen a la misma velocidad? Razone la respuesta.
Solución apartado a) Mirar correspondiente entrada de teoría aquí
Un haz de luz de longitud de onda 477 · 10 -9 m incide sobre una célula fotoeléctrica de cátodo de potasio, cuya frecuencia umbral es 5,5 · 10 14 s – 1.
a) Explique las transformaciones energéticas en el proceso de fotoemisión y calcule la energía cinética máxima de los electrones emitidos.
b) Razone si se produciría efecto fotoeléctrico al incidir radiación infrarroja sobre la célula anterior. (La región infrarroja comprende longitudes de onda entre 10 – 3 m y 7,8 · 10 – 5 m).
h = 6,6 · 10 – 34 J s ; c = 3 · 10 8 m s – 1
Analice las siguientes proposiciones razonando si son verdaderas o falsas:
a) El trabajo de extracción de un metal depende de la frecuencia de la luz incidente.
b) La energía cinética máxima de los electrones emitidos en el efecto fotoeléctrico varía linealmente con la frecuencia de la luz incidente.
Al incidir luz de longitud de onda 620 nm sobre la superficie de una fotocélula, se emiten electrones con una energía cinética máxima de 0,14 eV. Determine:
a) El trabajo de extracción del metal y la frecuencia umbral.
b) Si la fotocélula se iluminara con luz de longitud de onda doble que la anterior, ¿cuál sería la energía cinética máxima de los electrones emitidos?
h = 6,63 ·10-34 J s ; c = 3 ·108 m s-1 ; e = 1,6 ·10-19 C
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