Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Física Cuántica

¿Qué es la antimateria?


Si una partícula en movimiento lleva asociada una onda, explica qué condiciones debe tener dicha partícula (masa y velocidad) para que podamos detectar su longitud de onda.


a) Enuncia el principio de dualidad onda-corpúsculo. Si un electrón y un neutrón se mueven con la misma velocidad, ¿cuál de los dos tiene asociada una longitud de onda menor?
b) Una lámina metálica comienza a emitir electrones al incidir sobre ella radiación de longitud de onda 2,5\cdot 10^{-7}\ m. Calcula la velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos si la radiación que incide sobre la lámina tiene una longitud de onda de 5\cdot 10^{-8}\ m.
Datos: h = 6,63\cdot 10^{-34}\ J\cdot s ; c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1} ; m_e = 9,11\cdot 10^{-31}\ kg


a) Explica la conservación de la energía en el proceso de emisión de electrones por una superficie metálica al ser iluminada con luz adecuada.
b) Los fotoelectrones expulsados de la superficie de un metal por una luz de 4\cdot 10^{-7}\ m de longitud de onda en el vacío son frenados por una diferencia de potencial de 0,8 V. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para frenar los electrones expulsados de dicho metal por otra luz de 3\cdot 10^{-7}\ m de longitud de onda en el vacío? Justifica todas tus respuestas.
c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1} ; e = 1,6\cdot 10^{-19}\ C ; 6,63\cdot 10^{-34}\ J\cdot s


a) Explica la teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico.
b) Se ilumina la superficie de un metal con dos haces de longitudes de onda \lambda_1 = 1,96\cdot 10^{-7}\ m y \lambda_2 = 2,65\cdot 10^{-7}\ m. Se observa que la energía cinética de los electrones emitidos con la luz de longiud de onda \lambda_1 es el doble que la de los emitidos con la de \lambda_2. Obtén la energía cinética con que salen los electrones en ambos casos y la función trabajo del metal.
h = 6,63\cdot 10^{-34}\ J\cdot s ; c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}


Dada una superficie fotosensible, ¿un haz de luz brillante extrae más electrones que un haz tenue de la misma frecuencia?


Una superficie de aluminio se ilumina con luz de 300 nm de longitud de onda. Si el trabajo de extracción del aluminio es 4,06 eV, ¿cuál es la energía cinética máxima de los fotoelectrones extraídos?

Datos: h = 6,62\cdot 10^{-34}\ J\cdot s ; c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}


Para extraer un fotoelectrón de la superficie de un metal se requiere una energía de 2,1 eV. ¿Cuál es la frecuencia umbral del material?


Un fluorescente puede produir 10 W de luz visible. Si la longitud de onda es de 480 nm, cuantos fotones por segundo emite este fluorescente?


Calcula la longitud de onda asociada con un electrón que se mueve con una velocidad de 6 000 km/s, sabiendo que la masa del electrón es de 9,1\cdot 10^{-31} kg y
que la constante de Planck es 6,62\cdot 10^{-34}\ J\cdot s


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