Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1.
Complete las siguientes tablas y dibuje una gráfica de energía en función de la frecuencia. Explique
•
Para
10
10
1
10
1242
10
1242
1
10
10
124,2 ∗ 10
124,2 ∗ 10
1,602 ∗ 10
1
!
19,896 ∗ 10
124,2 ∗ 10
"
E
h
19,896 ∗ 10
6,626 ∗ 10
*
10
*
*
%
!
"
3 ∗ 10
&
+3 ∗ 10
3 ∗ 10-
&
&
,
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para
10
10
La energía en eV:
1242
10
1242
124,2
124,2
La energía en Julios:
1,602 ∗ 10
1
19,896 ∗ 10 .
124,2
"
•
Para
ℎ
198.97 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % ∗ &
*
200
10
30.01 ∗ 10 ! ()
3.001 ∗ 10
3.001 ∗ 10-
*
2
&
1
&
200
La energía en eV:
1242
1242
200
La energía en Julios:
6,21
La Frecuencia en el sistema M K S
"
E
h
6,21
6,21
1,602 ∗ 10
1
9,948 ∗ 10
9,948 ∗ 10
6,626 ∗ 10
%
&
1,5 ∗ 10
!
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
La rapidez de la luz
*
•
Para
200 ∗ 10
*
"
+1,5 ∗ 10
* 4 3 ∗ 10-
380
!
&
&
,
380
La energía en eV:
1242
1242
380
La energía en Julios:
3,268
La Frecuencia en el sistema M K S
La rapidez de la luz
"
E
h
*
•
Para
780
380 ∗ 10
3,268
1,602 ∗ 10
1
5,235 ∗ 10
5,235 ∗ 10
6,626 ∗ 10
*
3,268
%
7,9 ∗ 10
&
"
+7,9 ∗ 10
* 4 3 ∗ 10-
&
780
La energía en eV:
1242
%
&
%
,
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1242
780
La energía en Julios:
1,592
La Frecuencia en el sistema M K S
"
E
h
2,550 ∗ 10
6,626 ∗ 10
1,592
1,592
1,602 ∗ 10
1
2,550 ∗ 10
%
3,848 ∗ 10
&
%
()
La rapidez de la luz
*
•
Para
25 5
780 ∗ 10
"
+3,848 ∗ 10
* 4 3 ∗ 10-
25
La energía en eV:
*
10 2
1µ
0,0496
E
h
7,945 ∗ 10
6,626 ∗ 10
,
0,0496
1,602 ∗ 10
1
0,0496
La Frecuencia en el sistema M K S
&
25 ∗ 10
1242
La energía en Julios:
"
&
1
10
1242
25 ∗ 10
%
7,945 ∗ 10
%
&
1,199 ∗ 10
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
La rapidez de la luz
*
•
Para
50 5
25 ∗ 10
"
2
+1,199 ∗ 10
* 4 3 ∗ 10-
50
La energía en eV:
*
10 2
1µ
1
10
La energía en Julios:
0,0248
La rapidez de la luz
E
h
*
•
Para
3,972 ∗ 10
6,626 ∗ 10
50 ∗ 10
2
3,972 ∗ 10
%
&
30
10
1*
5,994 ∗ 10
"
+5,994 ∗ 10
* 4 3 ∗ 10-
30 *
La energía en eV:
*
0,0248
1,602 ∗ 10
1
0,0248
"
,
50 ∗ 10
1242
1242
50 ∗ 10
La Frecuencia en el sistema M K S
&
&
1
10
1242
&
&
()
,
30 ∗ 10.
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1242
4,14 ∗ 10
30 ∗ 10.
4,14 ∗ 10 2
La energía en Julios:
1,602 ∗ 10
1
!
6,632 ∗ 10
4,14 ∗ 10
La Frecuencia en el sistema M K S
La rapidez de la luz
"
E
h
*
•
Para
"
+1 ∗ 10
1
10
&
&
1,242 ∗ 10
1,242 ∗ 10
1,242 ∗ 10
La Frecuencia en el sistema M K S
1,602 ∗ 10
1
2
1,9896 ∗ 10
6,626 ∗ 10
*
2
2
!
1,9896 ∗ 10
1
,
10
1242
La energía en Julios:
*
1 ∗ 10 ()
&
* 4 3 ∗ 10-
1242
10
La rapidez de la luz
%
30 ∗ 10
La energía en eV:
E
h
!
*
1
"
2
6,632 ∗ 10
6,626 ∗ 10
1
2
%
"
!
&
4 3 ∗ 10- ()
+3 ∗ 10-
&
,
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para
*
10
3 ∗ 101
10
10
La energía en eV:
La energía en Julios:
La rapidez de la luz
*
•
Para
180
La energía en eV:
1,602 ∗ 10
1
.
1,9896 ∗ 10
6,626 ∗ 10
10
*
180
*
%
2
&
2
4 3 ∗ 10. ()
"
+3 ∗ 10.
3 ∗ 10-
&
1
10
1242
1,8 ∗ 10
.
.
1,242 ∗ 10
1,9896 ∗ 10
La Frecuencia en el sistema M K S
7
1,242 ∗ 10
1,242 ∗ 10
E
h
10
1242
1242
10 7
"
&
1242
6,9 ∗ 10
&
,
1,8 ∗ 10
6,9 ∗ 10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
La energía en Julios:
1,602 ∗ 10
1
6,9 ∗ 10
1,1053 ∗ 10
La Frecuencia en el sistema M K S
"
La rapidez de la luz
E
h
1,1053 ∗ 10
6,626 ∗ 10
*
•
Para
650
180
*
&
4 1,668 ∗ 102 ()
"
+1,668 ∗ 102
* 4 3 ∗ 10-
650
La energía en eV:
%
.
1242
6,5 ∗ 10
La energía en Julios:
1
10
.
1242
&
&
,
6,5 ∗ 10
1,9107 ∗ 10
1,9107 ∗ 10
1,602 ∗ 10
1
3,060 ∗ 10
1,9107 ∗ 10
La Frecuencia en el sistema M K S
"
E
h
3,060 ∗ 10
6,626 ∗ 10
-
%
&
4 461,817 ∗ 10 ()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
La rapidez de la luz
* 4 680
*
"
+461,817 ∗ 10
* 4 3 ∗ 10-
Bandas
λ
λ[nm]
E [eV]
rayos gamma
10 pm
rayos X
10 nm
UV extremo
200 nm
10
10
124,2 ∗ 10
124.2
UV visible
380 nm
380
luz visible
780 nm
780
Infrarrojo medio
25 µm
Infrarrojo lejano
50 µm
Micro ondas
30 cm
Radio
1m
Radio alto
10 m
Onda corta radio
180 m
Onda media
650 m
50 ∗ 10
30 ∗ 10.
10
10
7
1,8 ∗ 10
6,5 ∗ 10
0,0248
4,14 ∗ 10
1,242 ∗ 10
1,242 ∗ 10
6,9 ∗ 10
!
9,948 ∗ 10
7,9 ∗ 10
2,550 ∗ 10
2
2
.
1,9107 ∗ 10
7,945 ∗ 10
3,972 ∗ 10
!
1,1053 ∗ 10
.
1,9896 ∗ 10
3,060 ∗ 10
!
2
-
3 ∗ 103.001 ∗ 10-
!
%
3,848 ∗ 10
6,632 ∗ 10
1,9896 ∗ 10
c [m/s]
3 ∗ 10
3.001 ∗ 10
1,5 ∗ 10
5,235 ∗ 10
1,592
0,0496
f [Hz]
19,896 ∗ 10
198.97
3,268
25 ∗ 10
&
,
E [J]
6,21
200
&
1,199 ∗ 10
%
5,994 ∗ 10
1 ∗ 10
3 ∗ 10-
3 ∗ 10.
1,668 ∗ 102
461,817 ∗ 10
3 ∗ 103 ∗ 10-
3 ∗ 103 ∗ 103 ∗ 103 ∗ 103 ∗ 103 ∗ 103 ∗ 103 ∗ 10-
Energia en función de la frecuencia.
3,5E+19
3,0E+19
Energía [eV]
2,5E+19
2,0E+19
1,5E+19
1,0E+19
5,0E+18
0,0E+00
0,0E+00
2,0E+04
4,0E+04
6,0E+04
8,0E+04
Frecuencia [Hz]
1,0E+05
1,2E+05
1,4E+05
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
2. Grafique 89:; <= > ? y obtenga el valor de la constante de Wien que es de @. ABA ∗ ?C
Realice conclusiones de los datos obtenidos.
T[°C]
T [K]
F [G ]
HáJ
100
373
2.690*10-3
7.769*103
Para 100 °C
FG
100 K 273
HáJ
HáJ
HáJ
F
G
F
G
1773 G
2.898 ∗ 10
1773G
Para 2000 °C
FG
2000 K 273
G
1273 G
2.898 ∗ 10
1273G
Para 1500 °C
FG
1500 K 273
F
773 G
2.898 ∗ 10
773G
Para 1000 °C
FG
1000 K 273
HáJ
373 G
2.898 ∗ 10
373G
Para 500 °C
FG
500 K 273
HáJ
500
773
1.294*10-3
3.749*103
F
G
[G
G
. L
7.769 ∗ 10
[G
[G
1
10
7.769 ∗ 10
. L
0.786 ∗ 10 G
.. L
0.564 ∗ 10 G
. L
0.440 ∗ 10 G
1.635 ∗ 10
1.275 ∗ 10
2
2
2
2
2000
2273
0.440*10-3
1.275*103
2.6809 ∗ 10 G
1.294 ∗ 10 G
2.277 ∗ 10
[G
2
1500
1773
0.564*10-3
1.635*103
. L
3.749 ∗ 10
2273 G
F [G
2.898 ∗ 10
2273G
1000
1273
0.786*10-3
2.277*103
1
10
1
10
1
10
1
10
3.749 ∗ 10
2.277 ∗ 10
1.635 ∗ 10
1.275 ∗ 10
D
9E .
2500
2773
0.361*10-3
1.045*103
5000
5273
0.190*10-3
0.550*103
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
Para 2500 °C
FG
2500 K 273
2773 G
F [G
2.898 ∗ 10
2773G
HáJ
Para 5000 °C
FG
5000 K 273
5273 G
2.898 ∗ 10
5273G
HáJ
G
F
G
.. L
0.361 ∗ 10 G
! . L
0.190 ∗ 10 G
1.045 ∗ 10
[G
0.550 ∗ 10
2
2
1
10
1.045 ∗ 10
1
10
0.550 ∗ 10
Longitud de onda Vs K^-1
9,0E-06
8,0E-06
Longitud de Onda [m]
7,0E-06
6,0E-06
5,0E-06
4,0E-06
y = 0,0029x - 2E-21
3,0E-06
R² = 1
2,0E-06
1,0E-06
0,0E+00
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
Temperatura[K^-1]
Longitud de onda Vs K^-1
Lineal (Longitud de onda Vs K^-1)
Como se puede observar en la grafica anterior se obtiene la ecuación de la recta en la cual el valor de pendiente corresponde
al valor de la constante de Wien.
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
3. Un experimento se realiza con calcio como emisor y se encuentran los siguientes resultados.
Calcule la constante de plack.
Para el ejercicio de halla la constante de plank haremos uso de las siguientes variables:
ℎ*
1242
1,602 ∗ 10
MN *OP QRSTSUP V W *SW*OP X YQ
2,87
Conversión de la longitud de onda a m y nm:
2536 Z°
3132 Z°
3650 Z°
4047 Z°
10 7
1 Z°
10 7
1 Z°
10 7
1 Z°
10 7
1 Z°
1
10
1
10
1
10
1
10
253,6
313,2
365
404,7
Hallamos la energía de extracción con la función trabajo del calcio.
YQ
] X YQ^ ∗
] 2,87
^ ∗ 1,602 ∗ 10
3,248 ∗ 10
1242 ∗
365
] 2,87
^ ∗ 1,602 ∗ 10
8,534 ∗ 10
\
\
ℎ*
1242 ∗
253,6
\
\
\
1242 ∗
313,2
1242 ∗
404,7
] 2,87
] 2,87
^ ∗ 1,602 ∗ 10
^ ∗ 1,602 ∗ 10
1,755 ∗ 10
3,187 ∗ 10
7
7
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
Frecuencia
"
3 ∗ 10- /&
235,6 ∗ 10
"
3 ∗ 10- /&
365 ∗ 10
"
Constante de Plank
"
"
3 ∗ 10- /&
313,2 ∗ 10
3 ∗ 10- /&
404,7 ∗ 10
`2 ] `1
, VP V
Y2 ] Y1
*
1,182 ∗ 10
9,578 ∗ 10
8,219 ∗ 10
7,412 ∗ 10
!
%
%
()
()
()
%
()
& WS *P &QS Q V aWS b
3,248 ∗ 10
] 3,187 ∗ 10
!
1,182 ∗ 10 () ] 7,412 ∗ 10
%
7
()
6,64 ∗ 10
7
∗&
Constante de Plank
3,5E-19
y = 6,68E-34x - 4,63E-19
energia cinetica [J*s]
3,0E-19
2,5E-19
2,0E-19
1,5E-19
1,0E-19
5,0E-20
0,0E+00
0,0E+00
5,0E+14
1,0E+15
Frecuencia [Hz]
1,5E+15
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
4. Calcule los rangos de frecuencias y los rangos de energía para los rangos de longitudes de onda que se
indican en la siguiente tabla.
λ [nm]
620-750
590-620
570-590
495-570
450-495
380-450
Color
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
•
620
Para
"
*
E[eV]
2.003-1.66
2.11-2.003
2.18-2.11
2.51-2.18
2.76-2.51
3.27-2.76
] 750
2
"
f [Hz]
0.484*1015-0.400*1015
0.509*1015-0.484*1015
0.527*1015-0.509*1015
0.607 *1015-0.527*1015
0.667 *1015-0.607 *1015
0.791 *1015-0.667 *1015
1242
620
∗
2
1,602 ∗ 10
1
3.2 ∗ 10
6.626 ∗ 10
750
3 ∗ 10- ⁄&
750 ∗ 10
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
750 ∗ 10
%
10
1
3.2 ∗ 10
4.83 ∗ 10
U&
%
750 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
750
&
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10750 ∗ 10
\
265.04 ∗ 10
bd
&
^
()
198.78
∗ 10
750
1
1.6 ∗ 10
1.6565
400 ∗ 10
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
1.6565
()
f
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
590
Para
] 620
*
"
"
*
*
*
590
"
"
*
3 ∗ 10-
10
1
⁄&
590 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
590 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
590
&
508.474576 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
620 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
&
620
483.870967 ∗ 10
10
1
620
ℎ
590
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
590 ∗ 10
ℎ*
6.626 ∗ 10
10
1
bd
&
336.915254 ∗ 10
^
ℎ*
.
620 ∗ 10
%
590 ∗ 10
198.78
∗ 10
590
2.105720
⁄&
.
bd
&
^
620 ∗ 10
198.78
∗ 10
620
bd
∗ 10 e
&
f
2.105720
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10620 ∗ 10
\
()
&
1
1.6 ∗ 10
10
1
620
198.78 ∗ 10
620 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10590 ∗ 10
\
()
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
f
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1
1.6 ∗ 10
320.612903 ∗ 10
•
570
Para
2.003830
] 590
*
"
"
*
*
2.003830
*
570
"
"
*
3 ∗ 10-
10
1
⁄&
570 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
570 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
570
&
526.315789 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
590 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
590
&
508.474576 ∗ 10
10
1
590
ℎ
570
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
570 ∗ 10
ℎ*
6.626 ∗ 10
10
1
bd
&
348.736842 ∗ 10
590
590 ∗ 10
%
^
570 ∗ 10
198.78
∗ 10
570
1
1.6 ∗ 10
2.179605
10
1
()
&
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10570 ∗ 10
\
()
590 ∗ 10
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
2.179605
f
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
590 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10590 ∗ 10
\
bd
&
336.915254 ∗ 10
•
495
Para
"
"
*
*
^
.
1
1.6 ∗ 10
*
*
"
bd
∗ 10 e
&
"
*
3 ∗ 10-
10
1
⁄&
495 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
495 ∗ 10
1
3
∗ 10- ∗ 10 \ ^
&
495
606.060606 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
570 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
570
&
526.315789 ∗ 10
10
1
570
ℎ
495
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
495 ∗ 10
bd
&
401.575757 ∗ 10
()
570 ∗ 10
ℎ*
6.626 ∗ 10
10
1
%
^
495 ∗ 10
198.78
∗ 10
495
1
1.6 ∗ 10
()
&
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10495 ∗ 10
\
f
2.105720
2.105720
] 570
495
198.78
∗ 10
590
⁄&
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
2.509848
f
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
2.509848
10
1
570
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
570 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10570 ∗ 10
\
bd
&
348.736842 ∗ 10
•
450
Para
"
"
*
*
570 ∗ 10
^
1
1.6 ∗ 10
2.179605
] 475
*
*
450
198.78
∗ 10
570
"
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
2.179605
"
*
3 ∗ 10-
10
1
⁄&
450 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
450 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
&
450
666.666666 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
475 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
475
&
631.578947 ∗ 10
10
1
475
450
ℎ*
ℎ
()
475 ∗ 10
ℎ*
6.626 ∗ 10
10
1
f
%
&
450 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10450 ∗ 10
⁄&
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
198.78 ∗ 10
.
450 ∗ 10
\
bd
&
441.733333 ∗ 10
ℎ*
.
475 ∗ 10
380
Para
"
"
*
*
.
1
1.6 ∗ 10
2.760833
\
bd
&
^
475 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
2.615526
] 450
*
*
380
198.78
∗ 10
475
"
bd
∗ 10 e
&
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
"
*
3 ∗ 10-
10
1
⁄&
380 ∗ 10
1
3
∗ 10- ∗ 10 \ ^
380
&
789.473684 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
450 ∗ 10
3
1
∗ 10- ∗ 10 \ ^
450
&
666.666666 ∗ 10
10
1
ℎ
f
2.615526
3 ∗ 10- ⁄&
380 ∗ 10
450
f
2.760833
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10475 ∗ 10
418.484210 ∗ 10
•
198.78
∗ 10
450
10
1
475
198.78 ∗ 10
^
()
450 ∗ 10
ℎ*
6.626 ∗ 10
%
&
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
10
1
380
ℎ*
198.78 ∗ 10
.
380 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10380 ∗ 10
\
bd
&
^
198.78
∗ 10
380
3.269407
10
1
450
ℎ*
.
450 ∗ 10
⁄&
.
1
1.6 ∗ 10
523.105263 ∗ 10
198.78 ∗ 10
380 ∗ 10
bd
&
^
450 ∗ 10
198.78
∗ 10
450
1
1.6 ∗ 10
441.733333 ∗ 10
2.760833
f
3.269407
6.626 ∗ 10 % & 3 ∗ 10450 ∗ 10
\
bd
∗ 10 e
&
⁄&
.
bd
∗ 10 e
&
f
2.760833
5. Con las longitudes de onda que se muestran en la siguiente tabla determine el trabajo de extracción y la
frecuencia de corte.
Para el cálculo del trabajo de extracción
ghJij
ghJij
ℎ*
6.626 ∗ 10
19.88 ∗ 10
2
%
& 3 ∗ 10- ⁄&
1
1.6 ∗ 10
+
1
10
19.88 ∗ 10
,
1242
2
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
Para
380
Para
450
Para
495
Para
570
Para
620
Para
750
ghJij
1242
380
3.268421
1242
450
ghJij
2.76
ghJij
1242
495
2.509090
ghJij
1242
570
2.178947
ghJij
1242
620
2.003225
1242
750
ghJij
1.656
Para el cálculo de la frecuencia de corte
n
ℎ
Para
Para
380
450
*
"n
*
ghJij
ℎ
6.626 ∗ 10
ℎ*
ghJij
%
&
]
"n
ghJij
ℎ
]
"n
ghJij
ℎ
"n
6.626 ∗ 10
3.2684
%
789.2398 ∗ 10
6.626 ∗ 10
&
2.76
%
&
1
1.6 ∗ 10
1
\ ^
&
3.2684
4.1412 ∗ 10
789.2398 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
!
&
!
&
()
2.76
4.1412 ∗ 10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
495
Para
570
Para
620
Para
750
Para
"n
]
ghJij
ℎ
"n
"n
]
ghJij
ℎ
"n
"n
]
ghJij
ℎ
"n
"n
]
"n
ghJij
ℎ
"n
XhJij
"n ()
380
3.268421
789.2398
∗ 10
12
1
\ ^
&
666.4734 ∗ 10
6.626 ∗ 10
2.5090
%
605.8630 ∗ 10
6.626 ∗ 10
%
%
&
%
399.8840 ∗ 10
450
2.76
&
526.1518 ∗ 10
1
\ ^
&
399.8840 ∗ 10
495
2.509090
666.4734
∗ 10
570
2.178947
605.8630
∗ 10
!
&
!
()
1.656
4.1412 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
&
()
2.0032
4.1412 ∗ 10
483.7245 ∗ 10
!
()
2.1789
4.1412 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
1
\ ^
&
1.656
605.8630 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
1
\ ^
&
2.0032
483.7245 ∗ 10
6.626 ∗ 10
&
()
2.5090
4.1412 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
1
\ ^
&
2.1789
526.1518 ∗ 10
6.626 ∗ 10
&
666.4734 ∗ 10
!
&
()
620
2.003225
750
1.656
526.1518 483.7245 399.8840
∗ 10
∗ 10
∗ 10
6. Dibuje una grafica entre el potencial de frenado en función de la frecuencia para el calcio, aluminio, platino y
oro. Las graficas deben quedar en un solo plano
1
1.602 ∗ 10
*
6.626 ∗ 10
%
& ∗ " ] ghJij
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
ghJi nopnqr
1
1.602 ∗ 10
nopnqr
ghJi opuHqvqr
opuHqvqr
wpoiqvr
1
1.602 ∗ 10
ghJi rjr
rjr
1
1.602 ∗ 10
s 6.626 ∗ 10
*
1
1.602 ∗ 10
ghJi wpoiqvr
1.6 ∗ 10
1
2.87
4.08
*
5.93
5.1
*
*
%
1.6 ∗ 10
1
s 6.626 ∗ 10
1.6 ∗ 10
1
s 6.626 ∗ 10
& ∗ " ] 459.2 ∗ 10
%
s 6.626 ∗ 10
1.6 ∗ 10
1
459.2 ∗ 10
%
%
t
652.8 ∗ 10
& ∗ " ] 652.8 ∗ 10
&
t
948.8 ∗ 10
∗ " ] 948.8 ∗ 10
816 ∗ 10
& ∗ " ] 816 ∗ 10
t
t
f[Hz] vs Velemento [V]
4,50E+09
4,00E+09
3,50E+09
Vlelemento[V]
3,00E+09
2,50E+09
Vcalcio
2,00E+09
Valuminio
1,50E+09
Vplatino
Voro
1,00E+09
5,00E+08
0,00E+00
-1,0E+27
1,0E+27
-5,00E+08
F[Hz]
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
7.
En el experimento del efecto fotoeléctrico la fotocorriente es interrumpida por los siguientes valores de
potencial de frenado. Tome trabajo de extracción para el potasio como 2.24 [eV]. Haga una grafica de la
longitud de onda en función del potencial de frenado.
G
1242
x∗
x∗
Para z
Para z
Para z
Para z
C. @
C. |
?. @
?. A
1.6 ∗ 10
1242
{ ∗ 0.2
1.6 ∗ 10
1242
{ ∗ 0.6
1.6 ∗ 10
1242
{ ∗ 1.2
1.6 ∗ 10
1242
{ ∗ 1.8
y
y
1242
K XhJi
] XhJi
1242
x∗
y
] XhJi
1242
x ∗ y K XhJi
K 2.24
1242
2.24
K 2.24
1242
2.24
K 2.24
1242
2.24
K 2.24
1242
2.24
1242
3.2 ∗ 10 7
K 2.24
1242
9.6 ∗ 10 7
K 2.24
1242
1.92 ∗ 10
K 2.24
1242
2.88 ∗ 10
K 2.24
554.46
554.46
554.46
554.46
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
8. Determine como cambia la radiación dispersada a medida que aumenta el ángulo de dispersión
}
0°
0
∆ [nm]
Para ‚
45°
0.3298Y10
∆
0.7209Y10
1.2311Y10
%
U&
DC
Δ
†‡
Δ
1]1
∆
Δ
2.4623Y10
/&
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
273.3 ∗ 10 % bd
%
\
&^
⁄&
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
Δ
Δ
%
\
324.8136 ∗ 10
6.626 ∗ 10
%
135°
4.2034Y10
!
1 ] cos 307
133.9746 ∗ 10
2
1
10
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
U&
bd ∗ 3 ∗ 10- ƒ & „
1 ] 866.0254 ∗ 10
324.8136 ∗ 10
Δ
3.69345Y10
1 ] cos 0
9.1 ∗ 10
0
Δ
6.626 ∗ 10
120°
ℎ
1 ] cos }
*
bd ∗ 3 ∗ 10- ƒ & „
9.1 ∗ 10
90°
6.626 ∗ 10 % U&
9.1 ∗ 10
bd ∗ 3 ∗ 10-
6.626 ∗ 10
Δ
Para ‚
60°
∆
C
∆
Para ‚
30°
1 ] cos 457
0
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
bd
&
%
273.3 ∗ 10 bd
Δ
Δ
Δ
|C
710.1028 ∗ 10
!
710.1028 ∗ 10
292.8933 ∗ 10
1
10
2
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
Δ
%
Δ
BC
&^
\
⁄&
bd
\ & ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
%
6.626 ∗ 10
Δ
Δ
1 ] 707.1067 ∗ 10
⁄&
%
Δ
Δ
Para ‚
&^
\
bd
\ & ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
Δ
Para ‚
%
6.626 ∗ 10
Δ
1 ] 500 ∗ 10
500 ∗ 10
1
10
1.212221 ∗ 10
1.212221 ∗ 10
Δ
1 ] cos 607
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
1 ] cos 907
Δ
1]0
bd
&
%
273.3 ∗ 10 bd
6.626 ∗ 10
Δ
Δ
%
\
&^
⁄&
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
2.424442 ∗ 10
%
\
1
10
1
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
Para ‚
Δ
?@C
Δ
Δ
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
273.3 ∗ 10 %bd
?D‡
Δ
%
6.626 ∗ 10
Δ
Δ
ℎ
1 ] cos }
*
Δ
&^
\
⁄&
ˆ1 ] ]500 ∗ 10
Δ
\
3.636663 ∗ 10
3.636663 ∗ 10
ℎ
1 ] cos }
*
Δ
1
10
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
%
273.3 ∗ 10 bd
6.626 ∗ 10
Δ
%
\
&^
⁄&
Δ
%
\
4.138764 ∗ 10
4.138764 ∗ 10
‰
1.5
1 ] cos 1357
ˆ1 ] ]707.1067 ∗ 10
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
Δ
1 ] cos 1207
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
%
6.626 ∗ 10
Δ
Para ‚
2.424442 ∗ 10
1.7071
1
10
‰
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
9. La frecuencia de un fotón de rayo X antes del choque es ŠC D ∗ ?C?B ‹Œ , colisiona con un electrón y
es difractado con los ángulos que se encuentran en la siguiente tabla. Encuentre la frecuencia del foton
dispersado.
}
"[Hz]
0°
3Y10
30°
2.90Y10
45°
2.80Y10
]
* *
]
" "7
Para ‚
CŽ
"
"
9.1 ∗ 10
"
"
DCŽ
Δ
*
"
*
ℎ
1 ] cos }
*
%
U&
3 ∗ 10-
3 ∗ 106.626 ∗ 10 % U&
K
/&
Δ
K
1]1 K
/&
0 K
3 ∗ 10- /&
3 ∗ 10 ()
3 ∗ 10- /&
3 ∗ 10 ()
3 ∗ 10- ƒ „
&
()
()
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
*
"7
3 ∗ 10- /&
3 ∗ 10 ()
3 ∗ 10- ƒ & „ ∗ 3 ∗ 10
3 ∗ 10
K
*
"7
1 ] cos 0
bd ∗ 3 ∗ 10- ƒ „
&
3 ∗ 10- /&
3 ∗ 10- /&
3 ∗ 10 ()
120°
2.20Y10
ℎ
1 ] cos }
*
/&
bd ∗ 3 ∗ 10- ƒ „
&
"
Para ‚
→
3 ∗ 106.626 ∗ 10 % U&
9.1 ∗ 10
90°
2.41Y10
ℎ
1 ] cos }
*
*
*
→
"
bd ∗ 3 ∗ 10- ƒ & „
9.1 ∗ 10
"
7
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10
"
60°
2.67Y10
1 ] cos 307
135°
2.12Y10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
bd
&
%
273.3 ∗ 10 bd
%
6.626 ∗ 10
Δ
Δ
Δ
Δ
"
Para ‚
*
´
Δ
Δ
Δ
´
Δ
]
3 ∗ 10
*
"7
3 ∗ 10- ⁄&
1
3 ∗ 10 ƒ „
&
!
3 ∗ 10- ⁄&
10.324813 ∗ 10
†‡Ž
\
1 ] 866.0254 ∗ 10
!
324.8136 ∗ 10
324.8136 ∗ 10
7
⁄&
324.8136 ∗ 10
*
"7
7
Δ K
&^
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
%
6.626 ∗ 10
"7
´
\
133.9746 ∗ 10
2
1
10
7
()
7
10 ∗ 10
K 10 ∗ 10
29.056047 ∗ 10
-
ℎ
1 ] cos }
*
Δ
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
%
273.3 ∗ 10 bd
6.626 ∗ 10
%
\
&^
⁄&
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
%
6.626 ∗ 10
Δ
\
710.1028 ∗ 10
"7
Δ
´
]
3 ∗ 10
1
\ ^
&
10.324813 ∗ 10
29.056047 ∗ 10
1 ] cos 457
1 ] 707.1067 ∗ 10
!
7
292.8933 ∗ 10
()
1
10
-
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
*
"7
7
´
"
*
´
Δ K
!
3 ∗ 10- ⁄&
10.324813 ∗ 10
|CŽ
Para ‚
3 ∗ 10- ⁄&
1
3 ∗ 10 ƒ & „
710.1028 ∗ 10
7
28.010937 ∗ 10
bd
&
273.3 ∗ 10 % bd
Δ
7
*
´
%
&^
\
⁄&
bd
\ & ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
Δ
*
"7
1.212221 ∗ 10
Δ
´
]
3 ∗ 10
"7
*
3 ∗ 10- ⁄&
1
3 ∗ 10 ƒ & „
1.212221 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
11.212221 ∗ 10
%
1
\ ^
&
10.710102 ∗ 10
28.010937 ∗ 10
-
()
-
()
1 ] cos 607
1 ] 500 ∗ 10
1.212221 ∗ 10
"7
"
-
ℎ
1 ] cos }
*
6.626 ∗ 10
Δ
7
10 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
Δ
Δ K
7
K 10 ∗ 10
Δ
Δ
´
*
"7
500 ∗ 10
1
10
7
()
7
10 ∗ 10
K 10 ∗ 10
26.756518 ∗ 10
-
1
\ ^
&
11.212221 ∗ 10
26.756518 ∗ 10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
BCŽ
Para ‚
Δ
ℎ
1 ] cos }
*
Δ
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
1 ] cos 907
Δ
1]0
bd
&
%
273.3 ∗ 10 bd
6.626 ∗ 10
Δ
"
Para ‚
*
´
*
"7
Δ
Δ
Δ
´
]
3 ∗ 10
"7
*
3 ∗ 10- ⁄&
1
3 ∗ 10 ƒ & „
7
()
7
10 ∗ 10
24.145953 ∗ 10
-
ℎ
1 ] cos }
*
Δ
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
273.3 ∗ 10 %bd
6.626 ∗ 10
Δ
%
\
&^
⁄&
%
\
1
\ ^
&
12.424442 ∗ 10
24.145953 ∗ 10
1 ] cos 1207
ˆ1 ] ]500 ∗ 10
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
1
1
10
K 10 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
12.424442 ∗ 10
?@CŽ
\
2.424442 ∗ 10
2.424442 ∗ 10
7
%
2.424442 ∗ 10
"7
Δ K
⁄&
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
Δ
´
&^
\
6.626 ∗ 10
Δ
7
%
1.5
‰
-
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
Δ
Δ
3.636663 ∗ 10
3.636663 ∗ 10
"7
*
"7
7
´
"
Para ‚
*
´
Δ K
Δ
Δ
]
3 ∗ 10
*
"7
7
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7
10 ∗ 10
K 10 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
13.636663 ∗ 10
?D‡Ž
´
3 ∗ 10- ⁄&
1
3 ∗ 10 ƒ „
&
3.636663 ∗ 10
7
Δ
1
10
21.999517 ∗ 10
ℎ
1 ] cos }
*
Δ
6.626 ∗ 10 % &
9.11 ∗ 10 bd 3 ∗ 10- ⁄&
bd
&
273.3 ∗ 10 %bd
6.626 ∗ 10
Δ
%
Δ
⁄&
Δ
*
"7
%
\
4.138764 ∗ 10
4.138764 ∗ 10
Δ
´
]
3 ∗ 10
"7
21.999517 ∗ 10
1 ] cos 1357
ˆ1 ] ]707.1067 ∗ 10
bd
& ^
⁄&
273.3 ∗ 10 % bd
6.626 ∗ 10
"7
7
&^
\
1
\ ^
&
-
13.636663 ∗ 10
*
3 ∗ 10- ⁄&
1
3 ∗ 10 ƒ „
&
1.7071
1
10
7
()
7
10 ∗ 10
‰
-
()
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
´
"
*
´
Δ K
7
4.138764 ∗ 10
K 10 ∗ 10
3 ∗ 10- ⁄&
14.138764 ∗ 10
21.218262 ∗ 10
-
1
\ ^
&
14.138764 ∗ 10
21.218262 ∗ 10
-
()
10. Cuál es la longitud de onda asociada a los electrones que se mueven con las siguientes velocidades que se
muestran en la siguiente tabla. Si el material que se ilumina para producir el efecto fotoeléctrico es sodio
(Na)
V[Mm/s]
λ[nm]
2
90,45
ℎ*
GHoJ
Para <
@
4
154,38
] XhJi → GHoJ K XhJi
∗ GHoJ K XhJi
GHoJ
9.1 ∗ 10
bd ∗ 2 ∗ 102 ƒ „
&
2
GHoJ
2.36
6.626 ∗ 10
1.82 ∗ 10 -
%
1.82 ∗ 10
GHoJ
GHoJ
9.1 ∗ 10
-
ℎ*
U& ∗ 3 ∗ 10- /&
K 3.776 ∗ 10
U
-
1
10
bd ∗ 2 ∗ 102 ƒ & „
4
8
238,74
ℎ*
3.64 ∗ 10
bd ∗
1.82 ∗ 10
1.6 ∗ 10
1
9.045 ∗ 10
†
∗•
2
GHoJ
ℎ*
GHoJ K XhJi
XhJi
Para <
6
201,95
-
-
bd ∗
2
/&
3.776 ∗ 10
1.9878 ∗ 10
2.197 ∗ 10
U
!
-
/&
U
90.45
3.64 ∗ 10
-
bd ∗
4
/&
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
GHoJ
XhJi
2.36
6.626 ∗ 10
9.1 ∗ 10
Para <
|
1.6 ∗ 10
1
%
U& ∗ 3 ∗ 10K 3.776 ∗ 10
GHoJ
GHoJ
2.36
6
9.1 ∗ 10
%
1.6 ∗ 10
1
U& ∗ 3 ∗ 10K 3.776 ∗ 10
2.36
6.626 ∗ 10
4.55 ∗ 10
.
1
10
4.55 ∗ 10
GHoJ
%
1.6 ∗ 10
1
.
/&
U
1.9878 ∗ 10
1.2867 ∗ 10
bd ∗
1
10
!
U
-
-
bd ∗
6
/&
3.776 ∗ 10
/&
U
1.9878 ∗ 10
9.842 ∗ 10
U
!
/&
U
201.95
3.64 ∗ 10
bd ∗
/&
U
U
154.38
3.64 ∗ 10
4.55 ∗ 10
U& ∗ 3 ∗ 10K 3.776 ∗ 10
2.387 ∗ 10
3.776 ∗ 10
6.066 ∗ 10
bd ∗ 2 ∗ 102 ƒ „
&
8
GHoJ
XhJi
1
10
6.066 ∗ 10
GHoJ
2.019 ∗ 10
GHoJ
.
/&
bd ∗
9.1 ∗ 10
bd ∗ 2 ∗ 102 ƒ & „
9.1 ∗ 10
6.626 ∗ 10
6.066 ∗ 10
A
GHoJ
1.543 ∗ 10
XhJi
Para <
9.1 ∗ 10
-
/&
3.776 ∗ 10
bd ∗
8
1.9878 ∗ 10
8.326 ∗ 10
238.74
U
!
U
/&
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
11. Un fotón de rayos X es dispersado por un electrón ¿Qué pasa con la frecuencia del fotón dispersado relativa
a la del fotón incidente?
]
‘
•
7
3
0.002463
3Y10- /&
1
3
1Y10
•
∗"
ℎ
1 ] cos }
*
] 7
1 ] *P&}
‘
1 ] *P&}
‘
2.4263Y10
]
1 ] *P&} K
1
1Y10
7
7
0.002463
Asumiendo el valor del ángulo θ para cada longitud de onda ya que el ejercicio no presenta más información.
"
"
7
2.4263Y10
‘
*
7
5
0.002463
1 ] *P& 0°
‘
1 ] *P&} K 7
K3
0.002463
3
{
"
3Y10- /&
1
3
1Y10
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3Y10- /&
3Y10
3Y10- /&
1Y10 . ()
3Y10
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1Y10
.
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1 ] *P&} K 7
1 ] *P& 30° K 5
0.002463
3.3Y10 %
K5
0.00033
K5
5.00033
{
"
‘
1]1 K3
*NS V W "PQó O *OV
1 ] 0.866 K 5
Q
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
"
"
•
3Y10- /&
1
3Y10- /&
5.00033
1Y10
5.00033Y10
→ " V "PQó VO& R&SVP
3Y10- /&
1
5
1Y10
7
7
0.002463
•
3Y10- /&
1
7
1Y10
7
9
0.002463
"
"
1 ] *P& 45°
0.6Y10
.
‘ 1 ] *P&} K 7
K7
0.002463
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7.21Y10
0.000721
K7
7.000721
{
"
3Y10- /&
7Y10
0.42857Y10
3Y10- /&
1
9
1Y10
3Y10- /&
9Y10
()
.
0.33333Y10
0.42853Y10
.
()
() → " V W "PQó O *OV
Q
1 ] 0.5 K 9
0.33328Y10
.
Q
1 ] 0.7071 K 7
‘ 1 ] *P&} K 7
1 ] *P& 60° K 9
0.002463
K9
1.23Y10
0.00123
K9
9.00123
{
"
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1
3Y10- /&
9.00123
1Y10
9.00123Y10
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.
() → " V W "PQó O *OV
1
3Y10- /&
3Y10- /&
1Y10
7.000721
7.000721Y10
→ " V "PQó VO& R&SVP
"
"
3Y10- /&
5Y10
0.5999Y10
.
()
() → " V W "PQó O *OV
Q
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
12. ¿Qué suposiciones hizo Compton al trabajar con la dispersión de un fotón mediante un electrón?, ¿En que se
difiere el efecto Compton del efecto fotoeléctrico?
Arthur Compton calculó cuánta energía debería perder un fotón en una colisión con un átomo si el momento del fotón fuese
h/λ. Llegó a la conclusión de que el cambio en la energía es demasiado pequeño como para poder observar el efecto mecánico
de un fotón en algo tan grande comparativamente como un átomo completo. Pero si un fotón golpeara un electrón, que tiene
una masa significativamente más pequeña, el fotón debería transferir una cantidad significativa de energía al electrón.
En 1923, Compton pudo demostrar que los rayos X se comportan de hecho como corpúsculos con momento lineal p = h/λ
cuando chocan con electrones. Compton midió la longitud de onda (o la frecuencia) de los rayos X incidentes y una vez
dispersados y, de esta manera, pudo determinar el cambio en el momento lineal del fotón de rayos X. Al medir por separado el
momento lineal del electrón tras la dispersión, pudo verificar que p = h/λ utilizando la ley de conservación del momento. Por
este trabajo Compton recibió el Premio Nobel en 1927.
La diferencia entre ambos fenómenos descritos por la física para conocer las formar de interacción entre los electrones y la
radiación electromagnética, la evidenciamos desde sus definiciones, teniendo así que:
El Efecto Fotoeléctrico se refiere a aquel fenómeno en donde se producen la emisión de electrones por parte de las superficies
metálicas cuando la luz visible o ultravioleta tiene incidencia en estas y la energía cinética máxima que se obtiene no va a
depender de la intensidad sino de la frecuencia de la radiación que incide y el número de electrones será en función de la
intensidad de dicha radiación.
El Efecto Compton, por su parte se refiere a aquel fenómeno en donde la radiación electromagnética que tienen incidencia en
algunas superficies genera una longitud de onda mayor que la recibida, además se producen electrones libres, está
constituidos por un fotón y un electrón inicial, así como uno final para cada uno
13. Calcule la longitud de onda más larga en cada una de las series espectrales del átomo de hidrogeno: Lyman,
Balmer, Paschen y Brackett. B) Calcule la energía (en electrovolts) del fotón de más baja energía producido
en cada serie
•
Series de Lyman.
1
“”
1
“” 1 ]
1
1.0972 ∗ 10.
“” 1 ]
1
“”
]1
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1
1
“”
Para •–
@
1.0972 ∗
2
10.
“”
“”
]1
4
2 ]1
4
3.2916 ∗ 10.
.
∗
1241
121.52 nm
1
10
]1
4]1
1.2152 ∗ 10
.
4
1.0972 ∗ 10.
121.52
10.2123
Series de Balmer
1
Para •–
]1
1.0972 ∗ 10.
1.2152 ∗ 10
•
]1
“”
D
“”
“”
2∗3
1.0972 ∗ 10.
1.0972 ∗
2
3 ]2
36
10.
36
5.486 ∗ 10.
6.5621 ∗ 10
1
1
]
2
.
1241
656.21 nm
9]4
∗
1
10
]2
1.0972 ∗
6
10.
36
1.0972 ∗ 10.
6.5621 ∗ 10
.
656.21
1.8911
9]2
5
3
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Series de Paschen
1
1
Para •–
†
“”
]9
→
9∗
9∗4
1.0972 ∗ 10.
144
1.0972 ∗ 10.
1.8749 ∗ 10
7
“”
]9
9∗
144
7.68 ∗ 10.
2
16 ] 9
1.8749 ∗ 10
1
10
∗
9∗
“”
]9
1874.9
0.6619
Series de Brackett.
1
1
Para •–
1
9 ∗ 16
1.0972 ∗ 10.
4 ]9
1241
1874.9 nm
•
1
1
]
3
“”
‡
“”
] 16
→
16 ∗
“”
1
1
]
4
“”
1
] 16
16 ∗
“”
16 ∗
] 16
16 ∗
“”
] 16
16 ∗ 5
1.0972 ∗ 10.
16 ∗ 25
1.0972 ∗ 10.
25 ] 16
5 ] 16
400
1.0972 ∗ 10.
9
2
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
λ
400
9.8748 ∗ 10.
4.05071 ∗ 10
2
∗
1241
4050.7 nm
1
10
4.05071 ∗ 10
2
4050.71
0.306
14. Un haz de luz visible incide sobre una placa de Cesio cuyo trabajo de extracción es de 1.9 [eV]. Calcule la
energía del fotón incidente y la energía cinética para cada color. Las longitudes de onda que conforman el
espectro de luz visible se muestran en la siguiente tabla:
λ [nm]
653
631
600
508
484
Luz visible
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
•
Para 8
|‡D •9
G
•
Para 8
|D? •9
G
•
Para 8
1242
653
1242
631
|CC •9
G
1242
600
y
1242
653
] 1.9
G
y
0.00199
1242
631
] 1.9
G
y
1242
600
0.0683
] 1.9
E [eV]
1,901
1,968
2,07
2,444
2,566
1.901
1.901
1.968
1.968
2.07
2.07
K [eV]
0,00199
0,0683
0,17
0,544
0,666
] 1.9
] 1.9
] 1.9
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para 8
‡CA •9
G
•
Para 8
G
1242
508
†A† •9
G
1242
484
y
0.17
1242
508
2.444
] 1.9
G
y
2.444
0.544
1242
484
2.566
] 1.9
G
2.566
0.666
] 1.9
] 1.9
15. Los valores del trabajo de extracción (š›;œ ) de 8 metales se muestran en la siguiente tabla. Calcule la
longitud de onda de corte para cada caso.
Metal
Al
Cu
Zn
Ag
Pt
Fe
Na
•
Para š›;œ
λ [nm]
304,5
264,33
288,25
262,65
195,65
276,08
505,03
W ext [eV]
4,08
4,7
4,31
4,73
6,35
4,5
2,46
†. CA ›z
XhJi
1.6 ∗ 10
1
4.08
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 106.528 ∗ 10
U
λ
3.045 ∗ 10
.
3.045 ∗ 10
∗
1
10
U
/&
.
6.528 ∗ 10
1.987 ∗ 10
6.528 ∗ 10
304.504
!
U
U
U
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para š›;œ
†. • ›z
4.7
XhJi
1.6 ∗ 10
1
U
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 107.52 ∗ 10
U
λ
•
Para š›;œ
2.6433 ∗ 10
.
2.6433 ∗ 10
1
10
∗
4.31
λ
2.882 ∗ 10
.
†. •D ›z
XhJi
4.73
Para š›;œ
λ
2.6265 ∗ 10
∗
|. D‡ ›z
XhJi
6.35
.
1
10
1.6 ∗ 10
1
.
/&
2.882 ∗ 10
U
U
/&
2.6265 ∗ 10
∗
1.6 ∗ 10
1
6.896 ∗ 10
1.987 ∗ 10
6.896 ∗ 10
!
U
U
U
288.25
U
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 107.568 ∗ 10
U
•
!
264.33
U
1.6 ∗ 10
1
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 106.896 ∗ 10
U
Para š›;œ
.
1.987 ∗ 10
7.52 ∗ 10
U
†. D? ›z
XhJi
•
/&
7.52 ∗ 10
1
10
U
.
7.568 ∗ 10
1.987 ∗ 10
7.568 ∗ 10
!
U
U
262.65
1.016 ∗ 10
-
U
U
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 101.016 ∗ 10 - U
•
Para š›;œ
λ
1.9565 ∗ 10
.
1
10
∗
1.6 ∗ 10
1
4.5
•
Para š›;œ
2.76 ∗ 10
.
@. †| ›z
XhJi
∗
1
10
5.05 ∗ 10
.
5.05 ∗ 10
∗
1
10
.
!
U
-
U
7.2 ∗ 10
1.987 ∗ 10
7.2 ∗ 10
U
!
U
U
276.08
U
1.6 ∗ 10
1
2.46
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 103.93 ∗ 10
U
λ
/&
2.76 ∗ 10
1.987 ∗ 10
1.016 ∗ 10
195.65
U
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 107.2 ∗ 10
U
λ
.
1.9565 ∗ 10
†. C‡ ›z
XhJi
/&
/&
.
3.93 ∗ 10
1.987 ∗ 10
3.93 ∗ 10
!
U
U
U
505.03
16. Un átomo de Helio esta en su primer estado excitado (n= 2, 3, 4). Empleando la teoría del átomo de Bohr
calcule a) el radio de la órbita. b) el momentum lineal del electrón c) el momentum angular del electrón d) la
energía cinética e) la energía potencial y f) la energía total. Pinte el diagrama de niveles de energía
A) Radio de la órbita.
S7
8,854 ∗ 10
{ ⁄Ÿ
9,109 ∗ 10
bd
R
S7 ∗
ž
6,626 ∗ 10 % &
1,602 ∗ 10
{¡
5,29 ∗ 10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
•
•
Para •
Para •
Para •
@
5,29 ∗ 10
R
D
R
†
R
∗2
2
5,29 ∗ 10
5,29 ∗ 10
1.058 ∗ 10
∗3
2
∗4
2
7
2.38 ∗ 10
7
4.23 ∗ 10
7
B) Momentum Lineal del Electrón.
•
Para •
@
•
•
•
8.854 ∗ 10
Para •
D
•
•
1 ž∗
∗
¢7 2 ℎ
{ /Ÿ
5.132 ∗ 10 - {
2.346 ∗ 10 %% { &/Ÿ
9,1 ∗ 10
•
1
•
∗
1
{ /Ÿ
5.132 ∗ 10 - {
3.52 ∗ 10 %% { &/Ÿ
•
2 ∗ 1,602 ∗ 10
2 ∗ 2 ∗ 6,626 ∗ 10
/&
/&
∗
1.99 ∗ 10
2 ∗ 1,602 ∗ 10
2 ∗ 3 ∗ 6,626 ∗ 10
1.45815 ∗ 102
1.45815 ∗ 102
bd ∗ 1.45815 ∗ 102
{¡
%
2.187 ∗ 102
2.187 ∗ 102
bd ∗ 2.187 ∗ 102
8.854 ∗ 10
9,1 ∗ 10
•
/&
/&
1.326 ∗ 10
/&
%
.&
bd ∗
{¡
%
/&
.&
/&
%
bd ∗
/&
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para •
†
•
•
8.854 ∗ 10
1
{ /Ÿ
5.132 ∗ 10 - {
3.52 ∗ 10 %% { &/Ÿ
9,1 ∗ 10
∗
2 ∗ 1,602 ∗ 10
2 ∗ 4 ∗ 6,626 ∗ 10
1.0936 ∗ 102
1.0936 ∗ 102
•
bd ∗ 1.0936 ∗ 102
/&
/&
9.9519 ∗ 10
{¡
%
/&
!
.&
bd ∗
C) Momentum Angular del Electrón.
•
•
•
Para •
Para •
Para •
@
D
†
£
£
9,1 ∗ 10
£
9,1 ∗ 10
£
9,1 ∗ 10
D) Energía Cinética.
£
£
£
ℎ*“
6,626 ∗ 10
bd ∗ 2.187 ∗ 102 ƒ „ ∗ 1.058 ∗ 10
&
2.105 ∗ 10
%
%
bd ∗
3.158 ∗ 10
%
bd ∗
•v
%
8 ∈7 ℎ
.&
1
∈7 8
%
ℎ*“
3 ∗ 10-
bd ∗
%
ℎ
⁄&
7
/&
bd ∗ 1.0936 ∗ 102 ƒ „ ∗ 4.23 ∗ 10
&
4.209 ∗ 10
7
/&
bd ∗ 1.45815 ∗ 102 ƒ „ ∗ 2.38 ∗ 10
&
1
2
Gv
•R
/&
∗ž
1,097 ∗ 10.
7
/&
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
ℎ*“
2,179 ∗ 10
Gv
•
•
•
E)
Para •
Para •
Para •
@
Gv
D
Gv
†
Gv
•
•
•
ℎ*“
13,60
13,60
Para •
@
Para •
D
Para •
†
¥v
∗2
1
4 ∈7 Rv
%
ℎ*“
8 ∈7 ℎ
2 13,60
%
ℎ
∗ž
]27,20
]27,20
2
∗2
¥v
]27,20 ¦
3
∗2
]27,20
4
3.4
1
∈7 4
¥v
¥v
6.04
∗2
4
∗ž
13,60
13.6
∗2
3
13,60
]
13,60
2
Energía Potencial
¥v
1
1,602 ∗ 10
-
∗2
]27.2
]12.08
]6.8
∗ž
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
F)
Energía Total
]13.6
•
•
•
Para •
@
Para •
D
Para •
†
Diagrama niveles de energía
]13.6
]13.6
2
3
]13.6
4
∗ž
∗2
∗2
∗2
]13.6
]6.044
]3.4
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
17. Rayos X de 0.01 [nm] de longitud de onda son dispersados en un bloque de silicio, si la dispersión se detecta
a un ángulo ‚. Determine el corrimiento Compton, la energía del fotón antes del choque y después del choque.
Complete la siguiente tabla y realice 3 conclusiones de los datos obtenidos
θ [Grados]
λ [nm]
E fa [eV]
E fd [eV]
0
0
124238
124238
15
0,01
124238
123251
§
§
]
7
30
0,0103
124238
120619
ℎ
1 ] cos
h∗*
ℎ
1 ] cos ‚
h∗*
Eyo
Eyo
•
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.01 ∗ 10
Eyo
Para ‚
§
C
1.9878 ∗ 10
Ey¨
/&
%
U
6.626 ∗ 10 % U&
9.11 ∗ 10
bd ∗ 3 ∗ 10§
§
∆
90
0,0024
124238
100192
‚
K
7
7
ℎ*
§
!
1.9878 ∗ 10
0.01 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
/&
U
1.9878 ∗ 10
%
U
%
U
124238
U
1 ] cos 0
0.01 ∗ 10
1
10
0.01 ∗ 10
0.01
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.01 ∗ 10
Ey¨
60
0,0012
124238
110926
K 0.01 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U&
1 ] 1 K 0.01 ∗ 10
2.733 ∗ 10
bd ∗ /&
§
Ey¨
ℎ*
45
0,0007
124238
116110
1.9878 ∗ 10
0.01
] 0.01
/&
%
U
0
1.9878 ∗ 10
0.01 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
U
!
U
1.9878 ∗ 10
124238
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para ‚
§
?‡
6.626 ∗ 10 % U&
bd ∗ 3 ∗ 109.11 ∗ 10
§
§
2.4244 ∗ 10
§
§
§
DC
1.9878 ∗ 10 ! U
0.01008 ∗ 10
/&
%
0.00008
1
1.6 ∗ 10
U
/&
1.972 ∗ 10
123251
U
1 ] cos 30
%
U
K 0.01 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U&
1 ] 0.866 K 0.01 ∗ 10
2.733 ∗ 10
bd ∗ /&
§
§
2.4244 ∗ 10
1 ] 0.866 K 0.01 ∗ 10
2.4244 ∗ 10
§
§
∆
3.248 ∗ 10
§
1.0324 ∗ 10
1.9299 ∗ 10
0.1339 K 0.01 ∗ 10
K 0.01 ∗ 10
1.0324 ∗ 10
1
10
0.0103
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.0103 ∗ 10
Ey¨
0.01008
] 0.01
6.626 ∗ 10 % U&
9.11 ∗ 10
bd ∗ 3 ∗ 10§
K 0.01 ∗ 10
1
10
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.01008 ∗ 10
1.972 ∗ 10
0.034 K 0.01 ∗ 10
1.008 ∗ 10
0.01008
Ey¨
%
8.261 ∗ 10
1.008 ∗ 10
∆
Para ‚
Ey¨
1 ] 0.9659 K 0.01 ∗ 10
2.4244 ∗ 10
§
•
K 0.01 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U&
1 ] 0.9659 K 0.01 ∗ 10
2.733 ∗ 10
bd ∗ /&
§
Ey¨
1 ] cos 15
/&
] 0.01
/&
%
U
0.0103
0.0003
1.9878 ∗ 10
0.0103 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
U
!
U
1.9299 ∗ 10
120619
%
U
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para ‚
§
†‡
6.626 ∗ 10 % U&
bd ∗ 3 ∗ 109.11 ∗ 10
§
§
2.4244 ∗ 10
§
∆
Para ‚
§
K 0.01 ∗ 10
1.071 ∗ 10
1
10
1.071 ∗ 10
0.0107
/&
%
U
0.0007
1.9878 ∗ 10
0.0107 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
U
!
U
%
116110
1 ] cos 60
/&
1.8577 ∗ 10
U
K 0.01 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U&
1 ] 0.5 K 0.01 ∗ 10
2.733 ∗ 10
bd ∗ /&
§
§
§
∆
2.4244 ∗ 10
1 ] 0.5 K 0.01 ∗ 10
2.4244 ∗ 10
§
0.5 K 0.01 ∗ 10
1.212 ∗ 10
§
1
10
1.12 ∗ 10
0.0112
1.774 ∗ 10
K 0.01 ∗ 10
1.12 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.0112 ∗ 10
Ey¨
0.0107
] 0.01
6.626 ∗ 10 % U&
9.11 ∗ 10
bd ∗ 3 ∗ 10§
Ey¨
§
1.8577 ∗ 10
|C
0.292 K 0.01 ∗ 10
7.101 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.0107 ∗ 10
Ey¨
1 ] 0.707 K 0.01 ∗ 10
2.4244 ∗ 10
§
•
K 0.01 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U&
1 ] 0.707 K 0.01 ∗ 10
2.733 ∗ 10
bd ∗ /&
§
Ey¨
1 ] cos 45
/&
%
0.0112
] 0.01
/&
U
0.0012
1.9878 ∗ 10
0.0112 ∗ 10
1
1.6 ∗ 10
U
!
U
110926
1.774 ∗ 10
%
U
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para ‚
§
BC
6.626 ∗ 10 % U&
bd ∗ 3 ∗ 109.11 ∗ 10
§
§
Conclusiones:
1.
2.
3.
∆
§
2.4244 ∗ 10
§
1 ] 0 K 0.01 ∗ 10
2.4244 ∗ 10
1 K 0.01 ∗ 10
2.4244 ∗ 10
§
1
10
1.242 ∗ 10
0.0124
%
1.603 ∗ 10
K 0.01 ∗ 10
1.242 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 100.0124 ∗ 10
Ey¨
K 0.01 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U&
1 ] 0 K 0.01 ∗ 10
2.733 ∗ 10
bd ∗ /&
§
Ey¨
1 ] cos 90
/&
0.0124
] 0.01
1.9878 ∗ 10
0.0124 ∗ 10
/&
U
0.0024
1
1.6 ∗ 10
U
!
U
100192
1.603 ∗ 10
%
U
Se puede observar que cuando el ángulo de incidencia es 0 grados, no se presenta corrimiento Compton
Se observa que conforme aumenta el ángulo de incidencia la energía después del choque decrece.
Se observa que conforme aumenta el ángulo de incidencia la longitud de onda del corrimiento Compton aumenta.
19. Un fotón se emite cuando un átomo de hidrogeno experimenta una transición de estados como se muestra en
la siguiente tabla. Realice tres conclusiones de los datos obtenidos.
ni
5
6
7
8
nf
2
2
2
2
λ [nm]
434
410,1
396,97
388,8
E [eV]
2,862
3,029
3,129
3,1948
1
“”
“”
1
y
]
1
1.0972 ∗ 10.
q
f [Hz]
6,912*10^14
7.314*10^14
7.557*10^14
7.714*10^14
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1
“”
q
y
]
∗
y
q
→
“”
“”
•
Para •–
‡ © •Š
y
q
∗
1
q ]
y ∗
]
2 ∗5
1.0972 ∗ 10.
5 ]2
100
1.0972 ∗ 10.
4.34 ∗ 10
.
•
Para •–
| © •Š
@
U
4.58 ∗ 10
6.626 ∗ 10
21
1
10
2 ∗6
1.0972 ∗ 10.
6 ]2
144
1.0972 ∗ 10.
4.101 ∗ 10
U
U&
.
32
4.846 ∗ 10
U
4.58 ∗ 10
2.862
6.912 ∗ 10
%
1
1.6 ∗ 10
25 ] 4
U
()
4 ∗ 36
1.0972 ∗ 10.
1
10
y
434
U
4.101 ∗ 10
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 104.101 ∗ 10 .
100
2.304 ∗ 10-
/&
1
1.6 ∗ 10
]
q
ℎ
.
4.34 ∗ 10
%
q
4 ∗ 25
1.0972 ∗ 10.
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 104.34 ∗ 10 .
4.58 ∗ 10
q
∗
y
h∗" →"
@
"
q
“”
y
y
144
3.511 ∗ 10-
36 ] 4
.
410.1
/&
4.846 ∗ 10
U
3.029
U
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para •–
• © •Š
"
@
4.846 ∗ 10
6.626 ∗ 10
2 ∗7
1.0972 ∗ 10.
%
U
U&
7 ]2
196
1.0972 ∗ 10.
3.969 ∗ 10
.
7.314 ∗ 10
45
3.969 ∗ 10
1
10
•
Para •–
A © •Š
"
@
1
1.6 ∗ 10
U
5 ∗ 10
6.626 ∗ 10
2 ∗8
1.0972 ∗ 10.
U&
8 ]2
256
1.0972 ∗ 10.
3.888 ∗ 10
U
%
.
5.111 ∗ 10
"
U
1
10
1
1.6 ∗ 10
%
U
U&
49 ] 4
.
/&
396.97
5 ∗ 10
3.1296
U
%
U
()
4 ∗ 64
1.0972 ∗ 10.
3.888 ∗ 10
5.111 ∗ 10
6.626 ∗ 10
196
4.937 ∗ 10-
7.557 ∗ 10
60
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 103.888 ∗ 10 .
()
4 ∗ 49
1.0972 ∗ 10.
6.626 ∗ 10 % U& ∗ 3 ∗ 103.969 ∗ 10 .
5 ∗ 10
%
256
6.5832 ∗ 10-
64 ] 4
.
388.8
/&
5.111 ∗ 10
U
7.714 ∗ 10
3.1948
%
()
U
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
20. Calcule los radios y las energías de los siguientes átomos hidrogenoides. Para los niveles permitidos n=1, 2.
Realizar dos tablas una para cada nivel.
Atomo
Hidrogeno (H)
Helio (He+)
Litio (Li2+)
Berilio (Be3+)
Boro (B4+)
n=1
# Atomico Z
1
2
3
4
5
r[nm]
0,0529
0,0264
0,01763
0,01322
0,01058
r[A]
0,529
0,264
0,1763
0,1322
0,1058
E [eV]
-13,6
-54,4
-122,4
-217,6
-340
Atomo
Hidrogeno (H)
Helio (He+)
Litio (Li2+)
Berilio (Be3+)
Boro (B4+)
n=2
# Atomico Z
1
2
3
4
5
r[nm]
0,2116
0,1058
0,0705
0,0529
0,04232
r[A]
2,116
1,058
0,705
0,529
0,4232
E [eV]
-3,4
-13,6
-30,6
-54,4
-85
S7 ∗
ž
R
Para •
•
]13.6
?
Hidrogeno (H)
R
•
∗ž
Helio (He)
R
0.0529
]13.6
0.0529
]13.6
ž
1
ž
1
∗1
∗1
1
2
1
2
∗1
∗2
0.0529
]13.6
0.0264
]54.4
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Litio (Li)
R
•
Berilio (Li)
R
•
Boro (Li)
R
Para •
•
@
]13.6
0.0529
]13.6
0.0529
∗1
3
1
∗3
ž
∗1
4
1
∗1
]13.6
4
0.01322
]217.6
5
∗5
1
0.01763
]122.4
∗4
ž
5
3
0.01058
]340
Hidrogeno (H)
R
•
0.0529
ž
0.0529
ž
1
]13.6
1
∗2
∗1
2
0.2116
]3.4
Helio (He)
R
0.0529
]13.6
ž
2
2
2
∗2
∗2
0.1058
]13.6
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Litio (Li)
R
•
Berilio (Li)
R
•
Boro (Li)
R
0.0529
]13.6
0.0529
]13.6
0.0529
ž
3
ž
4
4
∗2
∗4
2
ž
]13.6
∗2
∗3
2
5
3
∗2
2
5
∗5
0.0705
]30.6
0.0529
]54.4
0.04232
]85
21. Complete las siguientes tablas calculando los 5 primeros niveles de energia permitidos del átomo de H, He,
Be y B
HIGROGENO
NIVEL DE ENERGIA ENERGIA [eV]
]13,6
1
]3,4
2
]1,51
3
]0,85
4
]0,544
5
Hidrogeno (H)
•
Para •
?
]13.6
1
∗1
]13.6
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
•
•
•
Para •
Para •
Para •
Para •
@
D
†
‡
]13.6
]13.6
3
]13.6
]13.6
2
4
5
∗1
∗1
∗1
∗1
]3.4
]1.511
]0.85
]0.544
HELIO
NIVEL DE ENERGIA ENERGIA [eV]
]54,4
1
]13,6
2
]6,04
3
]3,4
4
]2,176
5
Helio (He)
•
•
•
•
Para •
Para •
Para •
Para •
?
@
D
†
]13.6
]13.6
]13.6
1
2
3
]13.6
4
∗2
∗2
∗2
∗2
]54.4
]13.6
]6.04
]3.4
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para •
‡
•
•
•
•
Para •
Para •
Para •
Para •
Para •
5
∗2
]2.176
BERILIO
NIVEL DE ENERGIA ENERGIA [eV]
]217,6
1
]54,4
2
]24,17
3
]13,6
4
]8,70
5
Berilio (Be)
•
]13.6
?
@
D
†
‡
]13.6
1
]13.6
]13.6
2
3
]13.6
4
]13.6
5
∗4
∗4
∗4
∗4
∗4
]217.6
]54.4
]24.17
]13.6
]8.7
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
BORO
NIVEL DE ENERGIA ENERGIA [eV]
]340
1
]85
2
]37,77
3
]21,25
4
]13,6
5
Berilio (Be)
•
•
•
•
•
Para •
Para •
Para •
Para •
Para •
?
]13.6
@
1
]13.6
D
]13.6
†
]13.6
‡
]340
∗5
2
]85
∗5
3
]37.77
∗5
4
]13.6
∗5
5
]21.25
∗5
]13.6
22. ¿Cuál es la longitud de onda del fotón emitido cuando un electrón salta del nivel de energía n = 2 a n =1 en un
átomo de Helio ionizado una vez? ¿Dónde está ese fotón en el espectro electromagnético?
q
Calculando Ei:
q
]
bh ℯ
2S7
q
ž
q
]13,6
]
]13,6
2
2
ℎ*
y
ž
q
]13,6
;
1
*P ž
]13,6
2;
q
2
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
Calculando Ef:
]
y
]
q
ℎ*
q ]
]13,6
y
]13,6
y
Calculando λ:
8
ž
2
1
]13,6
q
Calculando Ei - Ef, en Joule:
q
bh ℯ
2S7
]
y
]13,6
] ]54,4
1,6 ¬ 10
1
40,8
y
6,626 ¬ 10
%
∙&
65,28 ¬ 10
y
ž
0,3045 ¬ 10
0,3045 ¬ 10
.
*P ž
4
]13,6
]54,4
2;
1
y
K 54,4
40,8
65,28 ¬ 10
3 ¬ 10- ƒ „
&
1
1 ¬ 10
.
;
19,878 ¬ 10
65,28 ¬ 10
0,3045 ¬ 10
2
∙
DC, †‡ •9
El fotón emitido se encuentra en la región ultravioleta del espectro electromagnético.
23. Calcule la velocidad del electrón, la energía cinética, y potencial de las orbitas permitidas para el átomo de
hidrógeno. Recuerde que:
G
2
bh ℯ
;
S7
¥
n
1
2
3
4
•
]
K[eV]
13,6
3,404
1,513
0,8507
bh ℯ
;
S7
U[eV]
-27,22
-6,805
-3,025
-1,7013
®
ET [eV]
-13,606
-3,4
-1,512
0,85
]
13,606
;
•
¯
bh ℯ
h S7
v [m/s]
2,186 ×106
1,093×106
0,728×106
0,546×106
Para n = 1:
G
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
2 1 0,0529 ¬ 10
9 ¬ 10 \
217,77 ¬ 10
7
{
23,04 ¬ 10
Ÿ
0,1058 ¬ 10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
E
217,77 ¬ 10
¥
]
°
9 ¬ 10 \
1
1
1,6 ¬ 10
7
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
0,0529 ¬ 10
²
9,11 ¬ 10
]?D, |C| ›z
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
bd 0,0529 ¬ 10
²
e
f
&
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
2 2 0,0529 ¬ 10
54,468 ¬ 10
]
7
9 ¬ 10 \
2
\
¯4,78 ¬ 10
54,468 ¬ 10
1
1,6 ¬ 10
7
7
{
e
&
f
23,04 ¬ 10
Ÿ
0,423 ¬ 10
34,04 ¬ 10
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
0,0529 ¬ 10
]108,88 ¬ 10
{
1
^
9
@, ?A| ¬ ?C| ƒ „
=
9 ¬ 10 \
G
{
bd ∙
∙
&
0,482 ¬ 10 %7 bd ∙
23,04 ¬ 10
<
Para n = 2:
¥
13,606
1
¯47,8 ¬ 10
•
Ÿ
23,04 ¬ 10
0,0529 ¬ 10
9 ¬ 10 \
•
E
]
?D, | ›z
]272,21 ¬ 10
]@•, @@ ›z
•
•
1
1,6 ¬ 10
7
±>
]
7
]435,54 ¬ 10
]435,54 ¬ 10
{
136,1 ¬ 10
]
D, †C† ›z
23,04 ¬ 10
Ÿ
0,2116 ¬ 10
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
°
]108,88 ¬ 10
]
²
•
13,606
2
9,11 ¬ 10
<
e
\
]
7
9 ¬ 10 \
3
24,202 ¬ 10
1
1,6 ¬ 10
]48,393 ¬ 10
7
]
13,606
3
2
^
e
&
f
23,04 ¬ 10
Ÿ
0,952 ¬ 10
15,13 ¬ 10
{
7
1
1,6 ¬ 10
]D, C@‡ ›z
±>
{
7
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
0,0529 ¬ 10
]48,393 ¬ 10
{
9
?, CBD ¬ ?C| ƒ „
=
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
2 3 0,0529 ¬ 10
24,202 ¬ 10
]D, † ›z
¯1,1952 ¬ 10
f
&
9 ¬ 10 \
G
°
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
bd 0,0529 ¬ 10
bd ∙
∙
&
²
1,9277 ¬ 10 %7 bd ∙
Para n = 3:
¥
]68,05 ¬ 10
13,606
4
23,04 ¬ 10
¯11,952 ¬ 10
•
]
9 ¬ 10 \
•
E
1
1,6 ¬ 10
]|, AC‡ ›z
±>
•
7
]
13,606
9
]
?, ‡?D ›z
23,04 ¬ 10
Ÿ
0,4761 ¬ 10
]30,25 ¬ 10
]?, ‡?@ ›z
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
²
•
9,11 ¬ 10
²
•
•
•
&
]
13,611 ¬ 10
1
1,6 ¬ 10
9 ¬ 10 \
4
{
]27,221 ¬ 10
{
7
]
•
²
]
13,606
4
]
•
²
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
bd 0,0529 ¬ 10
bd ∙
∙
&
7,7107 ¬ 10 %7 bd ∙
23,04 ¬ 10
f
C, A‡C• ›z
23,04 ¬ 10
Ÿ
0,8464 ¬ 10
13,606
16
9 ¬ 10 \
9,11 ¬ 10
&
]17,013 ¬ 10
]?, •C?D ›z
±>
e
8,507 ¬ 10
1
1,6 ¬ 10
7
3
23,04 ¬ 10
Ÿ
1,6928 ¬ 10
7
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
0,0529 ¬ 10
]27,221 ¬ 10
^
¯0,53121 ¬ 10
f
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
2 4 0,0529 ¬ 10
7
{
9
C, •@AA† ¬ ?C| ƒ „
=
<
13,611 ¬ 10
°
e
\
9 ¬ 10 \
G
¥
bd ∙
∙
&
4,3373 ¬ 10 %7 bd ∙
23,04 ¬ 10
¯5,3121 ¬ 10
Para n = 4:
E
Ÿ
^ 1,6 ¬ 10
{
bd 0,0529 ¬ 10
9 ¬ 10 \
\
C, A‡ ›z
{
^
4
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
¯2,9881 ¬ 10
•
e
¯0,29881 ¬ 10
f
&
9
C, ‡†||† ¬ ?C| ƒ „
=
<
e
&
f
Conclusiones:
• La velocidad del electrón disminuye a medida que n o el nivel de energía aumenta
• Tanto la energía cinética (K), la energía de potencial (U) y la energía Total (ET) disminuyen a medida que n aumenta o
el nivel de energía es más grande.
La energía total (ET) equivale a la energía cinética que tiene el electrón, pero, la ET es negativa debido a su ligamiento con el nivel de energía
que se encuentra.
25. ¿Qué valor de n se asocia a la longitud de onda de 94,96 [nm] en las series de hidrógeno de Brackett?
1
Despejando n:
1
“(
1
“(
“(
1
1
4
2
4
“(
2
2
]
1
2
] “(
1
2
4
“(
1
1
“( + 2 , ] + ,
4
1
2
]
2
1
“(
1
1
“( + 2 , ] + ,
4
¯
Reemplazando valores:
³
²
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1 1
1
1,097 ¬ 107 ƒ „ + 2 , ]
4
94,96 ¬ 10]9
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1
1
+0,06856 ¬ 107 ƒ „, ] +0,01053 ¬ 109 ƒ „,
²
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1
1
+0,06856 ¬ 107 ƒ „, ] +1,053 ¬ 107 ƒ „,
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
²
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1
]0,984 ¬ 107 ƒ „
´]?, ??†A •
µ•¶›Š–•–¶Ž ›• ·Ž= ¸›:·›=
•
La serie de Brackett está presente en la zona de infrarrojo del espectro electromagnético, por lo cual, a la longitud de onda que
pide el ejercicio no es posible, tal longitud de onda puede ser posible en la serie de Lyman, que se encuentra presente en la
región ultravioleta del espectro electromagnético y su rango de operación posee valores cercanos a la longitud de onda pedida
por el ejercicio.
A. ¿Cuál de las transiciones emite fotones que tienen la longitud de onda más corta?
1
1
1,097 ¬
4°
10.
42
O
q
14,585 ¬ 10
1
]
2
42
4 q
4
1,097 ¬ 10.
∞ ]4
8
1
“( ¹
“”
Con nf = 4 a ni =∞:
8
“(
O
2
] 42
O
2
º
]4
14,585 ¬ 10
.
1
1 ¬ 10
?†‡A, ‡ •9
A. ¿Para cuál transición el átomo gana la mayor cantidad de energía?
R//
Si tomamos la longitud de onda del literal “a” del presente ejercicio:
ℎ*
6,626 ¬ 10
%
∙&
14,585 ¬ 10
1242
3 ¬ 10- ƒ „
&
.
∙
19,878 ¬ 10 2 ∙
14,585 ¬ 10 .
1242
∙
1458,5
C, A‡?| ›z
?, D|@B ¬ ?C
?B
¼
Por lo cual el átomo gana la mayor cantidad de energía en la transición en que la longitud de onda es más corta
para la serie de Brackett.
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
B.
¿Para cuales transiciones el átomo pierde energía?
R//
El átomo pierde energía si ni=4 y nf=5, 6, 7…Etc, Es decir cuando los electrones saltan de niveles de energía
inferiores a superiores.
26. Calcule las longitudes de onda máxima y mínima de las series de: Lyman, Balmer, Paschen, Brackett y Pfund
del átomo de Hidrógeno, complete la tabla:
Serie
Lyman
Balmer
Paschen
Brackett
Pfund
•
λmín[nm]
91,16
364,63
820,42
1458,5
2278,9
Para Lyman:
?
½‹
8
?
½‹
8
8
Con nf = 1 a ni = 2:
Calculando longitud de onda más larga o máxima:
89á;
1,097 ¬ 10
1,2154 ¬ 10]7
7
Con nf = 1 a •–
∞:
Calculando longitud de onda más corta o mínima:
89í•
•
7
1,097 ¬ 10
Para Balmer:
∞2
]1
2
∞ ]1
0,9116 ¬ 10]7
?
8
?
8
λmáx[nm]
121,54
656,34
1875,2
4051,5
7458,4
?]
•–
@
?
•– @
]?
•– @
•– @
½‹ •– @ ] ?
22
]1
1
2
2 ]1
1 ¬ 10]9
4
3,291 ¬ 107
?, @?‡† ¬ ?C@ •9
1
1,097 ¬ 107
1
]1
C, B??| •9 ¬ ?C@
1 ¬ 10]9
½‹
½‹ ¹
?
?
]
@@ •– @
•– @ ] @@
@@ •–
@
]1
º
?@?, ‡† •9
B?, ?| ¿À
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
@•–
8
@
½‹ •– @ ] @@
Con nf = 2 a ni = 3:
Calculando longitud de onda más larga o máxima:
89á;
1,097 ¬ 10
6,5634 ¬ 10]7
2¬3
7
2°
1,097 ¬ 107
]1
3,6463 ¬ 10]7
•
Para serie de Paschen:
Con nf = 3 a •–
∞:
Calculando longitud de onda más corta o mínima:
89í•
8,2042 ¬ 10]7
]1
]
5,485 ¬ 107
]1
|, ‡|D† ¬ ?C@ •9
22
1,097 ¬ 107
]1
D, |†|D ¬ ?C@ •9
|‡|, D† •9
D|†, |D •9
?
•– @
D
•– @ ] D@
2
1
2
4 ]3
1 ¬ 10]9
3°
1,097 ¬ 107
@
36
@
º
½‹ •– @ ] D@
3¬4
7
?
D@ •–
D•– @
8
18,752 ¬ 10]7
1
∞2 ] 22
½‹ ¹
8
1,097 ¬ 10
2
½‹
8
?
89á;
3 ]2
2
1 ¬ 10]9
?
Con nf = 3 a ni = 4:
Calculando longitud de onda más larga o máxima:
1
2
1 ¬ 10]9
∞:
Con nf = 2 a •–
Calculando longitud de onda más corta o mínima:
89í•
]1
2
]1
2
1
∞2 ] 32
1 ¬ 10]9
2
144
7,679 ¬ 107
18,752 ¬ 102
32
1,097 ¬ 107
8,2042 ¬ 102
]1
]1
?A•‡, @ •9
A@C, †@ •9
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
•
Para serie de Brackett:
?
8
?
½‹ ¹
8
89á;
1,097 ¬ 10
4¬5
7
]1
2
2
5 ]4
40,515 ¬ 10]7
1,097 ¬ 107
2
]1
1
?
8
?
8
8
Con nf = 5 a ni = 6:
Calculando longitud de onda más larga o máxima:
Con nf = 5 a •–
∞:
Calculando longitud de onda más corta o mínima:
]1
40,515 ¬ 102
42
1,097 ¬ 107
∞2 ] 42
14,585 ¬ 102
1 ¬ 10]9
½‹
?
½‹ ¹
@
†C‡?, ‡ •9
]1
?†‡A, ‡ •9
?
]
•– @
‡
•– @ ] ‡@
‡@ •–
‡•– @
@
º
½‹ •– @ ] ‡@
5¬6
7
1,097 ¬ 10
º
9,873 ¬ 107
1
4°
74,584 ¬ 10]7
@
1 ¬ 10]9
Para serie de Pfund:
89á;
•– @
†
@
•– ] †@
400
2
14,585 ¬ 10]7
•
?
]
½‹ •– @ ] †@
Con nf = 4 a •–
∞:
Calculando longitud de onda más corta o mínima:
89í•
@
†@ •–
†•– @
8
Con nf = 4 a ni = 5:
Calculando longitud de onda más larga o máxima:
?
½‹
]1
2
1
2
6 ]5
1 ¬ 10]9
2
900
12,067 ¬ 107
74,584 ¬ 102
]1
•†‡A, † •9
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
5°
89í•
1,097 ¬ 107
]1
2
∞2 ] 52
1
22,789 ¬ 10]7
1 ¬ 10]9
52
1,097 ¬ 107
]1
@@, •AB ¬ ?C@ •9
@@•A, B •9
27. El átomo de hidrógeno emite radiación a 434,1 [nm] ¿A qué transición electrónica se produce?
De acuerdo con el valor de la longitud de onda, esta puede estar en el rango de la serie de Balmer, es decir en la región visible
del espectro electromagnético, así, calculando la posible transición:
1
Despejando n:
1
“(
1
“(
“(
1
1
4
2
2
2
1
2
] “(
“(
2
]
1
2
2
“(
1
1
“( + 2 , ] + ,
2
1
2
]
2
1
“(
1
1
“( + 2 , ] + ,
2
¯
³
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1 1
1
1,097 ¬ 107 ƒ „ + 2 , ]
2
434,1 ¬ 10]9
²
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1
1
+0,274 ¬ 107 ƒ „, ] +0,0023 ¬ 109 ƒ „,
²
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1
1
+0,274 ¬ 107 ƒ „, ] +0,23 ¬ 107 ƒ „,
²
1
1,097 ¬ 107 ƒ „
1
0,044 ¬ 107 ƒ „
´24,932
†, BBD
Por lo tanto, la transición electrónica ocurre cuando ni = 5 y nf = 2
•
•
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
28. En el átomo de hidrógeno un electrón pasa de un nivel energético de –1.5 eV a otro nivel de energía -13.6 eV.
Determina:
a) Frecuencia emitida por el electrón al pasar de uno a otro
q
ℎ"
q
]
]
6,626 ¬ 10
ℎ*
y
y
%
"
%
12,1
& ¬"
& ¬"
19,36 ¬ 10
6,626 ¬ 10
Š
%
%
]1,5
& ¬"
12,1
& ¬"
%
1,6 ¬ 10
1
!
1
\ ^
&
& ¬ 2,922 ¬ 10
?B, D| ¬ ?C
&
19,36 ¬ 10
2,922 ¬ 10
&
%
] ]13,6
@, B@@ ¬ ?C?‡ ‹Œ
6,626 ¬ 10
±
ℎ"
6,626 ¬ 10
6,626 ¬ 10
b) Transición que tiene lugar.
ℎ"
%
ℎ*
→ ÁP V ℎ
6,626 ¬ 10
6,626 ¬ 10
→ ÁP V
?B
!
¼
1
\ ^
&
29. Calcular la longitud de onda y la energía de una radiación cuya absorción posibilita el salto de un electrón en
un átomo de hidrógeno desde el nivel n=2 al n=3.
1
1
1
“”
ÁP V → “”
1,097 ¬ 10.
1,097 ¬ 10.
1
5
36
1
q
1,097 ¬ 10.
1
1
]
3
2
]
y
]
1,097 ¬ 10.
1,097 ¬ 10.
1 1
]
9 4
]0,1388
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1
]0,1524 ¬ 10.
8
1
]0,1524 ¬ 10.
→
•
]|, ‡|@ ¬ ?C
ℎ*
ℎ" →
& ¬ +3 ¬ 10- ƒ „,
&
]6,562 ¬ 10 .
6,626 ¬ 10
%
9
±
]D, CD ¬ ?C
?B
19,88 ¬ 10 2
]6,562 ¬ 10 .
¼
30. Calcula la longitud de onda que emite un electrón en el átomo de hidrógeno cuando pasa de una órbita n = 5
hasta la órbita n = 2.
1
“”
ÁP V → “”
1
1
y
]
1,097 ¬ 10.
0,23037 ¬ 10.
8
1
q
1,097 ¬ 10.
1
1
]
5
2
1,097 ¬ 10.
1
1
1,097 ¬ 10.
21
100
1,097 ¬ 10.
→
†, D†? ¬ ?C
•
1
0,23037 ¬ 10.
1 1
]
4 25
0,21
9
31. Calcula la energía emitida por un fotón al realizar un salto entre dos órbitas sabiendo que la longitud de oda
emitida es de cien nanómetros.
ℎ" →
ℎ*
& ¬ +3 ¬ 10- ƒ „,
&
100 ¬ 10
6,626 ¬ 10
%
→ ÁP V
100 ¬ 10
19,88 ¬ 10
100 ¬ 10
2
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
±
?•
C, ?BAA ¬ ?C
¼
32. Calcula la energía de transición de un electrón del átomo de hidrogeno cuando salta de una órbita n=8 a n=1
expresándola en electrón voltios.
1
1
λ
q
1.097 ∗ 10. m
1
λ
1 1
]
1 64
1.097 ∗ 10.
1
1
]
1
8
1.097 ∗ 10. 0.984
1
λ
1.079 ∗ 10. m
λ
9.260 ∗ 10
m
m
1
1.079 ∗ 10. m
λ
λ
y
1
]
1.0972 ∗ 10.
“”
1
λ
1
“”
-
-
9.260 ∗ 10
1
10
92.587
ℎ*
λ
6.626 ∗ 10 % & ∗ 3 ∗ 109.260 ∗ 10 1.987 ∗ 10 %Â9.260 ∗ 10 -
1.987 ∗ 10 2Â9.260
2.145 ∗ 10
2.145 ∗ 10
-
1
1.6 ∗ 10
2.145 ∗ 10 -Â
1.6
13.41
-
/&
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
33. Calcula en eV la energía de los fotones de una onda de radio de 5 MHz de frecuencia.
ℎ"
%
6.626 ∗ 10
5 ∗ 102 ()
&
%Â2
33.13 ∗ 10
-
33.13 ∗ 10
3.313 ∗ 10
.
3.313 ∗ 10
.
1
1.6 ∗ 10
3.313 ∗ 10 .Â
1.6
2.070 ∗ 10
-
34. Halla el valor de la energía que se libera cuando el electrón de un átomo de hidrógeno excitado pasa del nivel
n = 4 al n = 3.
1
“”
ÁP V → “”
1
1
y
1,097 ¬ 10.
0,0533 ¬ 10.
8
q
1,097 ¬ 10.
1,097 ¬ 10.
→
?A, •|@ ¬ ?C
ℎ" →
1
0,0533 ¬ 10.
•
ℎ*
& ¬ +3 ¬ 10- ƒ „,
&
18,762 ¬ 10 .
6,626 ¬ 10
%
7
144
1
]
1,097 ¬ 10.
1
1
]
3
4
1,097 ¬ 10.
1
1
±
?, C| ¬ ?C
?B
¼
1 1
]
9 16
0,0486
9
19,88 ¬ 10 2
18,762 ¬ 10 .
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
35. Un electrón excitado de un átomo de hidrógeno vuelve a su estado fundamental y emite radiación
electromagnética de 180 nm. Calcula: a) La frecuencia de la radiación. b) La diferencia de energía interna
entre los dos niveles electrónicos expresada en julios.
180
Tenemos que:
"
*
→"
"
*
3Y10- &
180
ℎ
*
3Y10- &
180Y10
3Y10-
&
?
*P &QS Q aWS *b 6.63Y10
%
%
6.63Y10
;
180
0.017Y10-Â &
C. C?•;?C?• =
Š
Para calcular la energía podemos usar:
ℎ ∗ ";
;
& ∗ 0.017Y10 . &
&;
0.017Y10 . &
"
0.11271Y10
.
36. La energía cinética de los electrones arrancados por efecto fotoeléctrico de la superficie de un bloque de
rubidio es de 1,64353x10 -19 [J] cuando sobre dicho metal incide una radiación ultravioleta de 400 [nm] de
longitud de onda. Calcula cuál debe ser la frecuencia mínima de las ondas electromagnéticas que consiguen
desencadenar efecto fotoeléctrico sobre el rubidio y el valor de su longitud de onda.
6.626Y10
%
6.626Y10
"r
%
"q
ℎ ∗ "r K
ℎ ∗ "q
‘qvhiqno
& ∗ "r K 1.638Y10
*
q
"
6.626Y10
%
%
& ∗ "q
*
3 ∗ 10- ƒ „
&
400 ∗ 10
& ∗ "r K 1.638Y10
6.626Y10
750 ∗ 10
6.626Y10
& ∗ 750 ∗ 10
6.626Y10
%
&
&
%
&
& ∗ 750 ∗ 10
] 1.638Y10
&
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
"r
502.79 ∗ 10
&
37. La energía cinética de los electrones arrancados por efecto fotoeléctrico de la superficie de un bloque de
rubidio es de ?. |†D‡D;?C ?B ¼ cuando sobre dicho metal incide una radiación cuya frecuencia es de
•. ‡;?C?† ‹Œ . Calcula cuál debe ser la frecuencia mínima de las ondas electromagnéticas que consiguen
desencadenar efecto fotoeléctrico sobre el rubidio y el valor de su longitud de onda.
ℎ ∗ "r K
6.626Y10
%
& ∗ 7.5Y10
496.95Y10
r
"r
*
r
%
‘qvhiqno
*
"
()
ℎ ∗ "q
6.626Y10
] 1.638Y10
198.8Y10
198.8Y10
333.2Y10
.
r
3Y10- ƒ „
&
596.6Y10
.
%
& ∗
r
6.626Y10
333.2Y10
596.6Y10
502.8Y10
1
\ ^
&
K 1.638Y10
%
& ∗ 3Y10- ƒ „
&
r
596.6
502.8Y10
()
38. Una línea del espectro de hidrógeno correspondiente a la serie de Balmer tiene una longitud de onda igual a
434,05 [nm]. a) ¿Cuál es el valor de n correspondiente al nivel superior que interviene en la transición? b)
Calcula el potencial de ionización del hidrógeno en J/mol. c) Calcula la frecuencia de la radiación que tendría
que incidir sobre un átomo de hidrógeno en estado fundamental, si queremos que al arrancarle un electrón
este posea una energía cinética de 3x10^(-19) [J].
a.
“”
1
1
434.05Y10
1 1
]
4
“”
2
1
]
1.097Y10.
1
1.097Y10.
2.304Y102
1.097Y10.
1 1
]
0.21
4
1
1
] 0.21 0.04
4
1
1
]
2
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
1
0.004
b.
ℎ
25 →
√25
6.626Y10 % &
1
1
1
“”
]
5
ℎ*
1
1
1.097Y10.
“”
1.097Y10.
1.097Y10.
→
91.16Y10
& ∗ 3Y10- ƒ „
&
2.181Y10 91.16Y10
SQP P
2.181Y10 - \
^ ∗ 6.023Y10 \
^ 1.313Y102 \
^
SQP P
PW
PW
ℎ*
6.626Y10
%
1
]0
1
c.
q
"
ℎ
2.181Y10
-
2.481Y10
6.626Y10
-
%
n
ℎ"
&
K
3Y10
n
;
K 3Y10
2.481Y10
3.744Y10
!
2.481Y10
1
\ ^
&
-
3.744Y10
!
()
39. De las siguientes afirmaciones, señalar las que, siendo originales de Bohr, son recogidas en el modelo actual
del átomo:
a.
b.
c.
d.
Cuando el electrón pasa de un nivel de energía E2 a otro E1, siendo E2 > E1, el átomo emite radiación.
El espectro de los átomos es un espectro de rayas, es decir discontinuo.
El electrón gira en torno al núcleo en órbitas bien definidas.
El electrón en el átomo no puede tener una energía cualquiera.
Nombre: Jhonatan Steven Villanueva González 20182372018
Física Moderna - Taller Parcial 2
a.
b.
c.
La radiación es generada por el átomo cuando el electrón hace un cambio de una órbita inicial con más
energía a una órbita de menor energía.
Para el espectro de absorción el cual se compone por una serie de líneas oscuras que están sobrepuestas
al espectro continuo de la fuente de luz.
El electrón se mueve en órbitas circulares alrededor del protón bajo la influencia de fuerza eléctrica de
atracción.
40. ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes están de acuerdo con el modelo atómico propuesto por Bohr?
a) La energía de los orbitales sólo pueden tomar ciertos valores restringidos.
b) La energía de las órbitas puede tomar cualquier valor.
c) Los electrones giran alrededor del núcleo, en órbitas circulares, sin emitir energía.
Según Bohr, en este caso el sistema se encuentra en equilibro
d) El átomo es una masa esférica cargada positivamente donde se insertan los electrones distribuidos de forma uniforme.
