trabajo colaborativo fisica moderna 2

7/24/2019 Trabajo Colaborativo Fisica Moderna 2

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ACTIVIDAD No 1

La temperatura de un objeto es de 7753 grados centgrados.

a)Suponiendo que el objeto es un cuerpo negro Cul es la longitud de onda pico de la

radiacin que emite? e la respuesta en nm.

b)Si se supone un rea de super!icie total de 33 metros cuadrados" Cul es la potencia

total emitida por el objeto? e la respuesta en #.

c)Compruebe el resultado del tem a$ %aciendo uso del simulador & que est en el

entorno de aprendi'aje prctico. ()ne*e la imagen de la simulacin obtenida en el

in!orme$.

DESARROLLO

a) T = 7753 +C

,ara %allar la longitud de onda debemos aplicar la le- de #ien

max=0,002898m K

T

,rocedemos a pasar la temperatura a grados el/in

0 1 (77532&73"5$ K1 4&6"5

)plicamos la le- de #ien

max=0,002898m K

T =

0,002898m K

8026,15K 3,610698 10

7m 361,0698 10

9m

La longitud de onda pico de la radiacin emitida por el cuerpo negro es

max 361,0698nm

b) T = 7753 +C

XA= 4 m2

,ara %allar la potencia total emitida por el objeto utili'amos la siguiente !ormula


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Ptot= XA T4

onde 5,6704 108

W/(m2 K4)

Ptot= XA T45,6704 108W/(m2 K4) 33m2 (8026,15K)47765272910W

c)

ACTIVIDAD No 2

Considere un objeto a temperatura de 0 grados centgrados. ,ara el pico de la distribucinespectral calcule

a) La longitud de onda m*ima (es decir" el pico espectral$ en nm.b) La !recuencia de un !otn para la anterior longitud de onda en 8'.c) La energa de un !otn para la anterior longitud de onda en e9.

DESARROLLO

a) 0 1 5: +C

,ara %allar la longitud de onda debemos aplicar la le- de #ien

max=0,002898m K

T

,rocedemos a pasar la temperatura a grados el/in

0 1 (;:2&73"5$ K1 367"5

ma x=0,002898m K

T =

0,002898m K

367,15K 7893,23164 10

9m

La longitud de onda m*ima del objeto esmax 7893,23164 nm

b) 0 1 5: +C

,ara obtener la !recuencia debemos utili'ar la siguiente !ormula


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f= c

max

onde

c=299792458m /seg

es la /elocidad de la lu'

f= c

max=

299792458m /seg

7893,23164 109

m37,980 10

14Hz

La !recuencia de un !otn para la longitud de onda pico es f 37.9801014

Hz .

c) 0 1 5: +C

La !rmula para obtener la energa de un !otn relati/a a la longitud de onda pico es"

E=h f

onde la constante de ,lanc< est dada por h 6,626 1034

Jseg

E=h f6,626 1034 Jseg37,980 1014Hz 25,1655 1019 J

,ero 1eV1,602 1019

J " por lo tanto resulta que"

E 25,1655 1019

J25,1655 10

19J

1,602 1019

JeV15,7088 eV

La energa de un !otn para la longitud de onda pico es15,7088eV

.

ACTIVIDAD No 3

8aciendo uso del simulador 3" obtenga para cada /alor de temperatura 0

a La energa total emitida que aparece en el simulador" es decir 0 en unidades = > & .

()ne*e una imagen en el in!orme de una sola simulacin para cualquiera de los 5datos$.

b La longitud de onda m*ima en unidades =. ()ne*e una imagen en el in!ormede una sola simulacin para cualquiera de los 5 datos$.


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c Con los datos obtenidos gra!ique la cuarta potencia de la temperatura /s la energatotal emitida" (puede utili'ar @*cel para %acer la gr!ica$

d Con los datos obtenidos gra!ique el in/erso de la temperatura /s la longitud de onda"(puede utili'ar @*cel para %acer la gr!ica$

e Abtenga -a sea mediante @*cel o de manera manual la pendiente de las dos gr!icasf ) partir de las pendientes encontradas" quB representa cada pendiente?

Decuerde" los /alores de 0 en grados


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La energa total emitida que aparece en el simulador es @0 1 65" G# H m&.

La longitud de onda m*ima es 1 :;4 nm.


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atos 0& 1 574 K

La energa total emitida es @0 1 63"3 G# H m&.

La longitud de onda m*ima es 1 5 nm.

atos 03 1 :537 K

La energa total emitida es @0 1 &: G# H m&.

La longitud de onda m*ima es 1 634 nm.

atos 0: 1 5337K

La energa total emitida es @0 1 :6 G# H m&.

La longitud de onda m*ima es 1 5:3 nm.

atos 05 1 5574 K

La energa total emitida es @0 1 5:"4 G# H m&.

La longitud de onda m*ima es 1 5& nm.

ACTIVIDAD No 4


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)ntes de iniciar esta acti/idad" es !undamental que identi!ique claramente que es lalongitud de onda de corte - la !recuencia de corte para el e!ecto !otoelBctrico.

a Selecciona un material - a partir de las !unciones de trabajo que se dan acontinuacin estable'ca la longitud de onda de corte terica en nm (mostrar el paso apaso del clculo en el in!orme$.

Gaterial Iuncin de trabajo ($ Longitud de onda de corte

tBorica =nm

Cu :"7 eV

b ,ara el material seleccionado - utili'ando el simulador del e!ecto !otoelBctricoencuentre la longitud de onda de corte e*perimental" recuerde que esta correspondeal lmite donde no %a- desprendimiento de electrones. (,ara este punto utilice unaintensidad de J - ane*e la imagen en el in!orme$.

c Knteracte con el simulador - teniendo claro la longitud de onda de corte e*perimental

para la el material seleccionado" conteste las siguientes preguntas ()ne*e imgenesque sustenten sus respuestas$

. Si la longitud de onda introducida en el simulador es G@EAD que la longitud deonda de corte e*perimental conteste e*iste o no desprendimiento de electrones? Sise /ara la intensidad para Bste mismo caso quB e!ectos obser/a?&. Si la longitud de onda introducida en el simulador es G)MAD que la longitud deonda de corte e*perimental conteste e*iste o no desprendimiento de electrones? Sise /ara la intensidad para Bste mismo caso quB e!ectos obser/a?3. 0eniendo en cuenta las anteriores respuestas" de quB dependen eldesprendimiento de electrones? Cmo a!ecta la intensidad en el desprendimiento deelectrones?

DESARROLLO

a) La longitud de onda de corte terica se obtiene con la !rmula"

T=h c

c1 &;;7;&:54 m / seg es la /elocidad de la lu'

h6,626 1034

Jseg es la constante de ,lanc


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b)La longitud de onda de corte e*perimental esE 265nm

c) 1#Si la longitud de onda introducida en el simulador es menor que la longitud de ondade corte e*perimental e*iste desprendimiento de electrones - si se aumenta laintensidad aumenta el nmero de electrones desprendidos" en cambio si disminu-e laintensidad disminu-e tambiBn el nmero de electrones desprendidos.


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2#Si la longitud de onda introducida en el simulador es ma-or que la longitud de onda decorte e*perimental no e*iste desprendimiento de electrones - si se aumenta la intensidadigualmente no e*iste desprendimiento de electrones.

3#@l desprendimiento de electrones depende e*clusi/amente de la longitud de onda - enel caso del cobre solo e*iste desprendimiento de electrones cuando la longitud de onda esmenor que la longitud de cortes e*perimental" la intensidad a!ecta el desprendimiento deelectrones solo en la cantidad" es decir que ma-or intensidad ma-or nmero de electronesdesprendidos.

ACTIVIDAD No 5


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Los ra-os N que tienen una energa de Ee*perimentan dispersin de Compton desde unobjeti/o. Los ra-os dispersados se detectan a un ngulo respecto a los ra-os incidentes.etermine

a La energa O de los ra-os N dispersados. (Decuerde que O 1 H O $.

b La energa cinBtica Ke del electrn rec%a'ado.

DESARROLLO

a) atos @ 1 &7 KeV " P 1 5&+

La longitud de onda de los ra-os N incidentes es igual a"

=h c

E

6,626 1034

Jseg299792458m /seg207KeV

6,626 10

34J seg299792458m/ seg

207 103

1,6021019

J5,990171

La longitud de onda de los ra-os N dispersados se obtiene con la !rmula"

'=+

h

me c(1cos )

me=9,108 1031

kg es la masa del electrn.

'=+

h

me c(1cos )

5,990171 1012

m+ 6,62610

34J s e g

9,108 1031

kg 299792458m /seg (1cos52 )

5,990171 1012

m+9,326562 1013m 6.9228272 1012m

La longitud de onda de los ra-os N dispersados es '6,9228272 1012

m

La energa O de los ra-os N dispersados es igual a"

E'=

h c

'

6,626 1034

J seg299792458m/ seg6,9228272 10

12m

2,869383 1014

J2,86938310

14J

1,6021019

JeV1,7911

La energa O de los ra-os N dispersados es igual a 7;&"5 eV.

b) atos @ 1 &7 KeV " P 1 5&+atos @ 1 :65 KeV " P 1 &;+


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La energa cinBtica Ke del electrn rec%a'ado se obtiene con la !rmula"

Ke=EE '

Ke=EE'207KeV179,1125KeV27,8875KeV

La energa cinBtica Ke del electrn rec%a'ado es &7447"5 eV.

trabajo colaborativo fisica moderna 2

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