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EXAMEN DE FISICA ELECTRONICA..
1)
20t9t11.-
Al iluminar un metal con radiación electromagnética de I = 185 nm se necesita un
potencial de 4,73 V para detenerlos, y si se ilumina con l" = 253,6 nm el potencial es de
2,92V.
a- Determinar la longitud de onda umbral.
b- Hallar la velocidad de los electrones en cada caso.
2)
Un ion de masa en reposo de 2,0x10-26 kg y q = 1,6x10-1e, partiendo del reposo, es
acelerado por un campo eléctrico uniforme de 80 N/c durante 5,0 s. Hacer
consideraciones relativistas. Sugerencia: recordar que: F.At = Ap.
a- Determinar la energía cinética final del ion.
b- Calcular la longitud de onda asociada del ion.
3) Un fotón de rayos gamma de 510 keV se dispersa siguiendo el efecto Compton de un
electrón libre de un bloque de aluminio. Supóngase un ángulo de dispersión de 70o.
a- ¿Cuál es la longitud de onda delfotón dispersado?
b- ¿Cuál es Ia energía delfotón dispersado?
c- ¿Cuál es la cantidad de movimiento del electrón dispersado?
4)
Un cuerpo negro esférico de radio Rr = 20 cm se
encuentra a la temperatura T1 = 1500 K debido a un
mecanismo interno de generación de energíá.
a- ¿Cuál es la potencia total de radiación emitida por
este objeto?
b- ¿Cuál es la longitud de onda máximo de la radiancia
espectral?
El cuerpo mencionado se encuentra rodeado de una pantalla en forma de casquete
esférico de radio R2 = 2,0 m que se comporta también como un cuerpo negro.
Se observa que el sistema está en estado estacionario (las temperaturas de ambos
objetos no varían con eltiempo).
c- ¿A qué temperatura T2 se encuentra la pantalla?
''O*,
DATOS ÚT¡TES:
h =6,63x10-3aJ.s c=3x108m/s
o = 5,67x10-'Wlm'.Ko
Cte de Wien
m(electrón) = 9,1x10-31 kg
= 2,9x10-3 m.K X. = 2,4lx1}-12 m
KeV
a- E=h,c/l.
g = 70o
3) E¡= 510
L=h.dE=2,44x10a2m
b- fr = tro + X". (1 - cos e) = 2,44x1A-12
+
Z,4lx10'r, .(1 -cos
70)
E = 4,2x10'14 J = 3oz,z KeV
c-
P=
hll,
po = 2,7x1O'22 kg.m/s
2,7x10'2 = 1 ,64x10'22 . cos 70 + pe. cos
i
.
É
f'
i
1,G4x10'22. sen 70 = p". sen o
p".sena
P6. cos
o
=1,54x10'22
= 2,14x1O'22
Dividimosmiembroa miembro: tg
i
t
:
cr,
a=0,72
o,=
35,70
P. = 2,A4x1o'22 kg.m/s
I
4)
R1
=20cm
Tr = i500 K
E=
a-
l=o.e.f=5,67x104x1x(1500)4=2,g7x105W/m2
P=
l.S
s
= 4.n.Rz = 4.n.(0,20)2 ,* 0,50 m2
P = 2,8Tx1As x 0,50 = 1,44x105W
b- lr-.T = 2,9x10€ m.K
, C- Rz = 2,0 m
l!r",
= 2,gx1O€/1S00 =
Sz = 4.r.Rz2 = 50,3 m2
I=
p/§ = 1,44x10s150,3 2,g6xl03 W/ma
=
I=
o.e.Ta
r= 473,g
K
l,gx10{
X,r
= 4,04x10-rz m
RESOLUGIÓN EXAMEN 2Ol9/1 1.1) La energía del fotón sirve para extraer el electrón del metal y comunicarle
energía cinética. Esta
enetgia cinética es igual al trabajo necesario para detenerlo con una diferencia
de fotencial eléctrico:
h.F:W+E" @ h.c/l:W+q.V
w
= 6'625.l0-ro .3.10t / l g5.l0-e
-
@ W:h.c/l-q.V
l6.lo-re.4,732 = 3,17 .lo-re J : l,9g
ev
La longitud de onda umbral es la de aquella radiación que sólo perrritiría extraer
el electrón, sin
comunicarle energía cinética:
h.
c/l*-:y¿
@
lmumr:h. c/TV
=
6'625.r0'3a.3.108/ 3,r7.ro'ts:6,3.10-7=630nm
La velocidad del electrón será:
%.m.i: q.V
para 185
para253'6
nm @ v:
@ v: (Z.q.y
(2.1'6.10-,e.4,732
r:rorr @ v:
/m)t/z
/ gtl.l1-3\t/2:
1,29.106 m/s
(2.1'6.10're.2,glg ¡ gt1.1g-tr¡uz: l,0l.l0órn/s
Los dos pares de datos son necesarios si se desconoce el valor
de la constante de planck, para plantear un
sistema de dos ecuaciones y dos incógnitas; h, W
2) a-
F = q E = 1' 6. 10-re. g0 : 1'zg. 10-t? N
F.t
= rn.v
-ffio.ro -)
F.t = m.v
= +."
- (r)'
"lt
Vc
_=v/c
f--=./i -(1)'
Vc
ffi o'c
1',29. 10-r? 5
=;¡¡-5¡p
= 10'67
(r)'
c
U1
=-4
J,
m^
-,:,t
E,:(m - mo ).c? :
b- i" = h/P
2.10-¡6
=_L
r/1- o'ee6'
(2'743.10-25
- 2.10-¿6).(3.10t),
l=AP=Pr-P¡=F.At
P
l, = 1,04x10-17 m
=
=.¡'1r,t2 1¡-25
G,4x10-17 kg.m/s
= 1'?5.l0+J