deber de fisica basica - Universidad Técnica de Machala

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA
FACULTAD CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD
ÁREA DE ESTUDIO:
ING. QUÍMICA
PARALELO:
“A”
MODULO
FÍSICA BÁSICA
PERTENECE A:
TATIANA GUANOQUIZA
PROFESOR
Dr. FREDDY PEREIRA GUANUCHE
MACHALA-ECUADOR
AÑO
2013-2014
1.-¿ Cuantos Kw consume cada electrodoméstico ?
electrodomésticos
refrigeradora
Samsung
Marca
Refrigeradora
Mabe
Refrigeradora
Acex
Televisor
LG
170 Kw Anual
Televisor
LCD
200 kw Anual
Televisor
Computadora
Kw
298 Kw anual
0,78 Kw diarios
850 Kw Anual
38 Kw diarios
398 Kw Anual
0,98 Kw DIARIOS
150 kw Anual
LG
360 kw Anual
Plancha
1200 Kw Anual
DvD
25 Kw
Licuadora
Oster
65 Kw
2.-¿ Dualidad de la Luz?
Desde sus inicios, la física ha sido utilizada como herramienta para lograr predecir
fenómenos cuyos efectos puedan ser utilizados posteriormente en el uso de nuevas
tecnologías. El comportamiento de la luz, fenómeno familiar para la humanidad desde
siempre, ha podido ser explicado tan solo hasta hace poco tiempo atrás, y es que en
nuestra lógica nos es difícil comprender lo complejo (de nuevo, en nuestra lógica) que
puede llegar a ser el comportamiento de aquellas partículas que todo constituyen.
El comienzo de su estudio, denominaría la luz como onda, pues la experiencia humana
indicaba la incapacidad de ver aquello como un algo con masa aunque posiblemente si
con un lugar en el espacio. Sin embargo entraría en la historia Newton en el siglo XVII
definiendo este fenómeno como corpuscular, con el principal argumento de que su
propagación se llevaba a cabo en línea recta, además explicaba fácilmente el fenómeno
de reflexión de la luz. En sus comienzos, muchos serían los contradictores, sin embargo,
dicha teoría perduraría hasta comienzos del siglo XIX, en donde un importante
experimento conduciría a nuevas conclusiones, el experimento de Young, se apreciaba
como la luz presentaba interferencia y difracción, fenómenos característicos de las ondas.
Sería tan solo hasta comienzos del siglo XX en donde se definiría lo que hoy se conoce
como dualidad onda-corpúsculo gracias a la inventiva, creatividad y análisis del científico
alemán Albert Einstein, quien por medio de la explicación del efecto fotoeléctrico llegaría a
esta conclusión.
El efecto fotoeléctrico consiste en la aparición de corriente sobre un material conductor
cuando sobre su superficie incide un rayo de luz cuya frecuencia debe ser superior a
cierto valor característico para cada material. Lo que ocurre en este caso se explica
comprendiendo la luz como un “algo” compuesto por diminutas partículas llamadas
fotones, aunque con frecuencia y longitud de onda. Dichas partículas al estar en
movimiento producían cierto valor de energía. En el efecto fotoeléctrico dicha energía
incide sobre los átomos haciendo que los electrones que necesitan menos energía para
salir, salgan del átomo, produciéndose por tanto la corriente mencionada. Lo curioso en
esta experiencia era que a mayor intensidad de luz, la corriente no variaba, en cambio al
aplicarse luz con una mayor frecuencia, la corriente era de mayor valor, lo que hacía notar
que eran más los electrones liberados y por tanto más la energía que portaban los fotones
constituyentes de dicha luz. Científicos que habían trabajado sobre el tema pasaron por
alto este hecho, sin embargo Einstein no lo hizo logrando así conseguir llevarse el premio
Nobel en 1921. Esto nos lleva a plantearnos algunos interrogantes, ¿es posible que toda
onda tenga propiedades de partícula? y si es así ¿cómo definimos las diferencias entre
onda y partícula?, ¿es realmente la energía transmitida por las distintas formas de ondas
independiente de algún tipo materia que la porte?.
Las ondas como tales, se producen gracias al movimiento armónico oscilatorio de
partículas al interior de una material. Entonces, así como la luz posee partículas que se
encargan de “llevar” la energía producida, el resto de aquellos comportamientos que
relacionamos más con comportamientos ondulatorios pueden igualmente poseer
partículas diminutas parecidas a los fotones. Según lo planteado por Einstein, la energía
es directamente proporcional a la frecuencia de onda, con la característica de que dicha
onda es considerada electromagnética. ¿Podrán ondas como las mecánicas, por poner un
ejemplo, de igual manera poseer partículas que se encarguen de portar esa energía
producida internamente en la vibración de aquellas partículas del material de donde se
originó la onda?. El hecho de haber deducido que la luz actúa como un corpúsculo y a la
vez como una onda, de igual manera como lo hacen el resto de ondas electromagnéticas,
nos lleva a pensar en que posiblemente se tenga una relación más estrecha entre ondas y
partículas.
Todo esto apunta a una sola tendencia, unificar el concepto de onda y partícula. Entonces
podemos pensar en las ondas como un conjunto de un tipo de partículas especiales
derivadas de la perturbación de un medio en el que se ven involucradas varias partículas
de mayor tamaño. La experiencia nos muestra que las ondas son productos del cambio
de condiciones dentro de cierta “materia”, como el movimiento de partículas en conjunto,
causado por diversas situaciones como fuerzas o temperatura simplemente. No sería
descabellado pensar en que existan partículas mucho más pequeñas que las hasta ahora
conocidas, las cuales sean el producto del movimiento de las partículas de un material,
las cuales a su vez sean características del tipo de material y la causa de la onda, y que a
su vez cumplan estrictamente la función de desplazarse portando una energía
dependiente de la vibración de las partículas de mayor tamaño. Se puede comparar esta
situación con la de un choque de dos cuerpos, donde existe indudablemente una
perturbación tanto en un cuerpo como en el otro, así como en el medio que los rodea,
estos cuerpos, si la energía es suficientemente grande puede ocasionar desprendimientos
pequeños de partes de ambos cuerpos, los cuales por estar en movimiento portarán
energía. Entonces, la transformación de energía ya no queda como algo tan conceptual,
sino como la acción de interacción directa de partículas supremamente diminutas. Las
distintas “formas” que puedan formarse a partir de ello, conformarían los diferentes tipos
de energía conocidos.
4.-¿ Efecto de Fotoeléctrico?
Efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir
sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general).1 A veces se incluyen
en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:


Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos
provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo
XIX.
Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía lumínica en energía eléctrica. La
primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio
recubierto de una fina capa de oro.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el
arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando
se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación teórica fue hecha
por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la generación y
conversión de la luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo
sobre los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años
experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta, para finalmente
concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran condecorados con premios
Nobel en 1921 y 1923, respectivamente.
Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo opuesto a los rayos X, ya que el efecto
fotoeléctrico indica que los fotones pueden transferir energía a los electrones. Los rayos X (no se
sabía la naturaleza de su radiación, de ahí la incógnita "X") son la transformación en un fotón de
toda o parte de la energía cinética de un electrón en movimiento. Esto se descubrió casualmente
antes de que se dieran a conocer los trabajos de Planck y Einstein (aunque no se comprendió
entonces).
Formulación matemática
Para analizar el efecto fotoeléctrico cuantitativamente utilizando el método derivado por Einstein es
necesario plantear las siguientes ecuaciones:
Energía de un fotón absorbido = Energía necesaria para liberar 1 electrón + energía cinética del
electrón emitido.
Algebraicamente:
,
que puede también escribirse como
.
donde h es la constante de Planck, f0 es la frecuencia de corte o frecuencia mínima de los
fotones para que tenga lugar el efecto fotoeléctrico, Φ es la función trabajo, o mínima
energía necesaria para llevar un electrón del nivel de Fermi al exterior del material y Ek es
la máxima energía cinética de los electrones que se observa experimentalmente.

Nota: Si la energía del fotón (hf) no es mayor que la función de trabajo (Φ), ningún
electrón será emitido. Si los fotones de la radiación que inciden sobre el metal tienen
una menor energía que la de función de trabajo, los electrones del material no
obtienen suficiente energía como para emitirse de la superficie metálica.
En algunos materiales esta ecuación describe el comportamiento del efecto fotoeléctrico
de manera tan sólo aproximada. Esto es así porque el estado de las superficies no es
perfecto (contaminación no uniforme de la superficie externa
4.-¿Movimiento Oscilatorio?
El movimiento oscilatorio es un movimiento en torno a un punto de equilibrio estable.Este puede
ser simple o completo. Los puntos de equilibrio mecánico son, en general, aquellos en los cuales
la fuerza neta que actúa sobre la partícula es cero. Si el equilibrio es estable, un desplazamiento
de la partícula con respecto a la posición de equilibrio (elongación) da lugar a la aparición de una
fuerza restauradora que devolverá la partícula hacia el punto de equilibrio.
En términos de la energía potencial, los puntos de equilibrio estable se corresponden con los
mínimos de la misma