aporte colaborativo

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADEscuela de Ciencias Básicas, Tecnología e IngenieríaIngeniería en Telecomunicaciones CEAD - Medellín

TRABAJO COLABORATIVO II

FISICA MODERNA

TUTOR: ANGELO ALBANO REYES

CURSO: 299003_32

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

MEDELLIN

2015


INTRODUCCION

El curso de Física Moderna se desarrolla bajo la estrategia de Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), donde una de sus características principales es la solución de problemas seleccionados o diseñados para lograr los objetivos de aprendizaje del curso.

En esta segunda fase se pretende que el estudiante por medio de la solución de problemas teóricos y su respectiva comprobación experimental (utilizando simuladores) adquieran competencias intermedias que le permitirán al estudiante dimensionar fenómenos físicos propios de la física moderna.


DESARROLLO DE ACTIVIDADES

ACTIVIDAD No. 1

El radio de una estrella es de r y su energía total emitidas es de P. Suponiendo que la superficie de la estrella radia como si fuera un cuerpo negro, calcule: a) La temperatura de la superficie. b) utilizando el resultado de la parte a) calcule 𝜆𝑚𝑎𝑥 para la estrella. c) utilizando los simuladores que se encuentran en el “Aprendizaje Práctico” para el tema tratado en este ejercicio, compruebe el valor obtenido de 𝜆𝑚𝑎𝑥. En caso de haber diferencia entre el valor teórico y el valor experimental dado por el simulador calcule el error relativo. Las unidades de la temperatura deben ser en K y la longitud de onda en nm.

a) Cálculo temperatura de la superficie

Aplicamos la ley de Stefan

P=σAeT 4

Se despeja T

T 4= PσAe

2,40 x1026w

(5,670 x10−8 wm2 .k 4

)¿¿

T=15638K

b) Cálculo de longitud de onda max

❑max=2.898 x10−3mK

T

❑max=2.898 x10−3mK15638K

❑max=1.8531x 10−7m


❑max=185.3nm

c) Cálculo error Relativo

Comparando los valores obtenidos teóricamente con los valores obtenidos experimentales se encuentra un error relativo de 0.20%

Cabe aclarar que inicialmente se ingresa un valor de temperatura de 15638K y el simulador lo mostro en 15600


ACTIVIDAD No. 2

Utilice el simulador del efecto fotoeléctrico para establecer si existe o no desprendimiento de electrones para los materiales y valores que se encuentran en la tabla de datos. Cada estudiante debe seleccionar un solo material y realizar los siguientes:

Realizar las simulaciones de un material (Anexar imágenes en el informe solo para el caso donde hay desprendimiento).

Establecer la frecuencia y la longitud de corte del material de manera teórica. Para ello utilice las siguientes funciones de trabajo:

* 𝑁𝑎 → 𝜙 = 2.36𝑒𝑉* 𝑍𝑛 → 𝜙 = 4.3𝑒𝑉* 𝐶𝑢 → 𝜙 = 4.7𝑒𝑉* 𝑃𝑡 → 𝜙 = 5.93𝑒𝑉* 𝐶𝑎 → 𝜙 = 2.9 𝑒𝑉


Solución:

Para = 631 y una intensidad de 88% hay desprendimiento: No hay desprendimiento.


Para = 360 y una intensidad de 34% hay desprendimiento:



Frecuencia de corte

f c=❑h

f c=2,9eV

6,628x 10−34 Js

f c=4,375 x 1014Hz

Longitud de onda de corte

❑c=hc❑

❑c=1240 eV .nm2,9eV

❑c=427.58nm

ACTIVIDAD No. 3

A partir de la actividad 2 responder:

¿El desprendimiento de electrones en el efecto fotoeléctrico de que depende?

El efecto fotoeléctrico no sólo existe en los metales. Se pueden extraer electrones de los átomos que constituyen las moléculas de un gas, de un líquido o de un sólido.

La luz tiene un comportamiento de como si estuviera formada por partículas, esto puesto que la energía que se entrega por la luz a un electrón incide y provoca un desprendimiento y este desprendimiento es llamado efecto fotoeléctrico. No es una cantidad cualquiera, es exactamente la energía o radiación, siendo h la energía absorbida por el electrón.


¿La cantidad de electrones de desprendidos en el efecto fotoeléctrico de que depende?

Puesto que los electrones cuando se mueven producen corriente negativa, y que esta es proporcional al número de electrones que pasan por un punto del espacio, se puede medir tal número mediante algún procedimiento standard

La cantidad de electrones desprendidos depende de la naturaleza del material.

Según la ecuación: E = hF-&, h' es la constante de Planck, y 'F' es la frecuencia, &' es la cantidad mínima de energía.

¿Qué es la función de trabajo y como la interpretan?

La función de trabajo es la energía mínima que debe proporcionarse a un átomo para liberar un electrón de la superficie de una sustancia determinada. Cuando un electrón adquiere energía, éste salta de un nivel de energía a otro en saltos cuánticos


CONCLUSIONES

Realizando la anterior actividad se cumple el objetivo de aprender a manejar, manipular y entender el uso de simuladores para desarrollar las actividades de la unidad.

Con el desarrollo de la actividad se interactuar con el tutor y los compañeros, realizando aportes y correcciones así como también retroalimentaciones para hacer y culminar la actividad

Se comprende el efecto fotoeléctrico y se aprende a utilizar las fórmulas matemáticas para llegar a las soluciones, tanto teóricas como por medio de los simuladores.

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