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Problemas: Radiación Electromagnética
1) Un átomo de hidrógeno emite un fotón cuando un electrón decae espontáneamente del nivel de energía
n=3 (-1.51 eV) al nivel de energía n=2 ( -3.40 eV). Qué longitud de onda está asociada al fotón
producido (exprese su resultado en Angstrom)? (3pts)
HELP: 1m = 10¹⁰ Angstrom, constante de Plank h=4.13567e-15 eV/s, velocidad de la luz,
c=2.99792e+05 km/s
2) Cuál es el ángulo solido de un objeto localizado a 150m que posee un área proyectada de 40m² ? (1 pt)
3) Qué unidades tiene la intensidad de radiación, el flujo emergente y el flujo observado? (1 pt)
4) Cuál es el pico máximo de Wien de un cuerpo a: a=) 0⁰ C, b) 42⁰ C y c) 600⁰C. De su resultado en cm,
en micras y en Angstrom (3pt)
HELP: 1cm=10000mic; 1mic=10000A
5) Calcule el flujo de cuerpo negro de los tres cuerpos de la pregunta (4) (2pt)
HELP: constante de Stefan-Boltzmann=5.6705e-5 erg / (cm^2 K^4 s)
6) Cuál es el flujo observado del sol a una distancia de 20 pc. Asuma que el sol emite como un cuerpo
negro a temperatura de 6000K. (3pt)
HELP:1pc=3.0856776e18cm, Radio solar=6.955e10cm
7) Si el flujo medido de una estrella es 3.73353e-07 erg/(cm^2 .s), estime el radio de una estrella que emite
como cuerpo negro a T=10000 a una distancia de 7 pc (Exprese sus resultados en cm y radios solares)
(3pt)
8) Cuál es la masa de Aire en el Cenit y cual es la masa de aire si apuntas el telescopio a 45 grados con
respecto al Cenit (ángulo cenital = 45 grados)? Help: usar la formula que toma en cuenta la curvatura de
la tierra y los efectos de refracción atmosférica (2 pts)
9) Si te encuentras en un observatorio astronómico en donde la presión atmosférica es de 700 mmHg y
cuya temperatura atmosférica es de 5 grados. Usar la formula de Comstock para derivar la refracción
atmosférica de un objeto localizado a 60 grados de ángulo cenital (2pt)
Problemas: Telescopios y Detectores
1) Cuál es la razón focal y el poder de recolección del Telescopio espacial Herschel, el cual posee un espejo
primario de 3.5 m y una longitud focal de 28.5 m? (3pts)
2) Nuestro Telescopio J. Stock tiene un poder de recolección de 20408. Es decir recolecta fotones con una
eficiencia de más de 20 mil veces en comparación al ojo humano adaptado (diámetro 7mm). a) Cuál es
el diámetro del espejo principal del Telescopio J. Stock. b) Cuál es el poder recolector del Gran
Telescopio de Canarias (GTC, 10.4m) comparado al Telescopio J. Stock? (5pts)
3) Cuál es el aumento de un telescopio Newtoniano de 0.5 m de diámetro y razón focal 4 (f4) cuando es
usado con un ocular de longitud focal de 15 mm. b) Cual es su poder de recolección? (5pts)
4) Nuestro reflector de 1 metro de diámetro actualmente trabaja en el foco primario con una razón focal f5.
a) Cuál es la escala focal? b) Cuál es el campo de visión (FOV) de un detector de 2048x2048 pixeles, en
donde cada pixel tiene un tamaño de 15 micras x 15 micras (exprese sus resultados en minutos de arco)?
(5pts)
HELP: 1m=10⁶ micras ; 60 segundo de arco = 1 minuto de arco
5) Asumiendo que no hay perdidas entre la fuente y el detector. Cuál es la eficiencia cuántica de un
detector que registra en la región de Halfa (6563A) 30500 ADU por segundo de una fuente con un flujo
observado de 45000 fotones Halfa por segundo?. (2pts)