CIENCIAS 16

FÍSICA MODERNA
−f 0
i
Intensidad alta
Intensidad baja
C. Frecuencia constante
v 0 es el mismo sin importar la intensidad.
Se denomina potencial de frenado, al voltaje aplicado
tal que anula la fotocorriente.
Fotocorriente
f
chocar contra un material (blanco). Los electrones
son previamente acelerados por una diferencia de
potencial eléctrico DV.
En el tubo la energía potencial eléctrica eVo, se
convierte en energía cinética del electrón y cuando
choca contra el blanco se generan los rayos X
(bremsstrahlung), es decir se conserva la energía.
1
q D V=
mV2
2
Los electrones provienen del filamento caliente y son
acelerados por la fuente de alta tensión . Al chocar
con el blanco se genera la radiación.
Rayos X
azul verde rojo
v v v
voltaje
aplicado
El potencial de frenado (DV) es diferente para cada
frecuencia.
e
Tensión de
v o
Nota:
La función trabajo f es la energía mínima requerida
por un electrón para abandonar la superficie del metal.
D. Generación de rayos - X
Se llama así a la radiación electromagnética emitida
cuando los electrones son frenados violentamente al
Si k = 0; entonces f = f máx
= C/l m
hc
Luego: l m =
q DV
Experimentalmente se obtiene la curva continua,
donde se resalta la aparición de una longitud de
onda mínima l m que contradice la predicción de la
física clásica.
PROBlEMAS RESUElTOS
Problema 1
Halla la energía de un fotón cuya
frecuencia es 200 MHz.
A) 13,20 x 10 –26 J
B) 14,12 x 10 –26 J
C) 15,12 x 10 –26 J
D) 16,12 x 10 –26 J
E) 17,12 x 10 –26 J
Resolución:
n = 200×10 6 Hz
h = 6,6×10 –34 Joules
E = nh 4
Como se trata de un fotón: n = 1
E = (1)(6,6×10 –34 ) (200×10 6 )
E = 13,20×10 –26 J
Respuesta: A) 13,20×10 –26 J
Problema 2
Una popular estación de radio transmite
a 730 kHz en A.M. mientras que en F.M.
transmite a 89,1 MHz. ¿Cuántos fotones
de A.M. son necesarios para obtener una
energía total e igual a la de un fotón
de F.M.?
A) 120 B) 121 C) 122
D) 123 E) 124
Resolución:
Dato: f A.M
= 7,3 × 10 5 Hz
f F.M
= 8,91 × 10 7 Hz
Nos piden el número de fotones (n) de
A.M. para un foton de F.M.:
hn = nhf
F.M. A.M.
8,91×10 7 = n(7,3×10 5 )
n = 122 fotones
Respuesta: C) 122
Problema 3
El profesor utiliza un puntero láser ( l = 4 000 A)
el cual tiene una potencia de 5 mW. Si lo utiliza
para apuntar perpendicularmente a la pizarra.
Calcula aproximadamente el número de fotones
que la pizarra recibe en cada segundo.
A) 10 16 B) 11 16 C) 12 16
D) 13 16 E) 14 16
Resolución:
Dato: l = 4 000A = 4 × 10 –7 m
P = nhc .... 1
lt
Dato: P = 5 mW = 5×10 –3 J/s
Luego: Para 1s ⇒ E = 5 × 10 –3 J
Nos piden: n = ?; para 1 s
En 1:
n = 10 16 fotones
Respuesta: A) 10 16
san marcos rEGULar 2014 – II 3
FÍsIca TEma 16
3