Taller3 Fisica3
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FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE FISICA
Preguntas Teóricas:
2. Cuando se ilumina cesio metálico con luz de longitud de onda igual a 300 nm, los
fotoelectrones emitidos tienen una energía cinética máxima de 2.23 eV.
Encuentre: a) la función trabajo para el cesio y b) el potencial de frenado si la
radiación incidente tiene una longitud de onda igual a 400 nm.
3. Considere los materiales litio, berilio y mercurio, cuyas funciones de trabajo son
2.3 eV, 3.9 eV y 4.5 eV, respectivamente. Si en cada uno de estos materiales
incide luz con una longitud de onda de 300 nm, determine: a) ¿cuál de ellos
presenta efecto fotoeléctrico y b) la energía cinética máxima del fotoelectrón en
cada caso.
4. Sobre un metal inciden fotones con una longitud de onda igual a 450 nm. Los
electrones más energéticos que son expulsados del metal se desvían por la acción
de un campo magnético con una intensidad igual a 2ä10-5 T, que los hace
describir un arco circular de 20 cm de radio. ¿Cuál es la función trabajo para el
metal?.
7. Rayos X con energía de 300 keV experimentan dispersión Compton por un blanco.
Si los rayos dispersados se observan a 30° con respecto a los rayos incidentes,
encuentre: a) el corrimiento Compton a este ángulo, b) la energía de los rayos X
dispersados y c) la energía y dirección de movimiento del electrón en retroceso.
9. Rayos gamma (fotones de alta energía), con una energía igual a 1.02 MeV, son
dispersados por electrones inicialmente en reposo. Si la dispersión es simétrica, es
decir, si q = f, encuentre: a) el ángulo de dispersión q y b) la energía de los
fotones dispersados.
11. En una colisión Compton con un electrón, un fotón de luz violeta (l = 4000 Å) es
dispersado hacia atrás en un ángulo de 180°. a) ¿Cuánta energía (eV) se transfiere
al electrón en esta colisión?. b) Compare su resultado con la energía que adquiriría
este electrón en un proceso fotoeléctrico con el mismo fotón. c) ¿Podría la luz
violeta expulsar electrones desde un metal por colisión Compton?. Explique su
respuesta.
13. Calcule las longitudes de onda de las tres primeras líneas en la serie de Lyman
para el hidrógeno.
14. Calcule las longitudes de onda más larga y más corta para la serie de Paschen.
Determine las energías del fotón correspondiente a estas longitudes de onda.
15. Calcule la frecuencia del fotón emitido por un átomo de hidrógeno que realiza una
transición desde el estado n = 4 hasta el estado n = 3. Compare su resultado con la
frecuencia de revolución para el electrón en estas dos órbitas de Bohr.
16. Elabore un diagrama de los niveles de energía para el ión Li2+, para el cual Z = 3.
¿Cuál es la energía de ionización para el Li2+?.
20. Un electrón y un fotón poseen, cada uno, una energía cinética igual a 10 eV.
¿Cuáles son sus longitudes de onda de De Broglie?.
25. Una mujer en una escalera deja caer perdigones pequeños hacia un punto en el
piso. a) Demuestre que, según el principio de incertidumbre, la distancia de fallo
1/ 2 1/ 4
debe ser por lo menos ∆x = (h m ) (H 2 g ) , donde H es la altura inicial de cada
perdigón por encima del nivel del piso y m es la masa de cada perdigón. b) Si H =
2 m y m = 0.5 g, ¿cuál es ∆x?.
26. Un átomo en un estado excitado 1.8 eV por encima del estado fundamental
permanece así durante 2 µs antes de regresar a este último. Encuentre: a) la
frecuencia del fotón emitido, b) su longitud de onda y c) su incertidumbre en
energía aproximada.