f_t_septima_edicion

Conceptos clave
átomo de Bohr 747
contracción relativística 735
dilatación del tiempo 736
ecuación de Planck 739
efecto fotoeléctrico 739
espacio de tiempo propio 734
espectrómetro 743
espectro de absorción 744
espectro de líneas de emisión
estado excitado 750
frecuencia de umbral 739
función de trabajo 739
masa relativística 737
nivel de energía 747
número cuántico principal 745
743 partícula alfa 742
postulados de Einstein 733
series espectrales 743
tiempo relativístico 736
Preguntas de repaso
38.1. Un astronauta lleva un reloj de masa m y longitud
L. Suponga que el astronauta pasa frente a usted con
una rapidez relativa. Compare sus propias mediciones
de m, L y Ai con las que realizó el astronauta
para el mismo reloj.
38.2. Recuerde la segunda ley del movimiento de Newton
y explique qué sucede con los requisitos de impulso
para propulsar cohetes con una rapidez relativa cada
vez mayor. Teóricamente, ¿qué fuerza se requeriría
para alcanzar la velocidad de la luz?
38.3. Suponga que está encerrado en una caja que tiene
seis paredes opacas. ¿Los experimentos que puede
realizar dentro de la caja le permiten demostrar que
está usted (a) moviéndose con una velocidad lineal
constante, (b) acelerando o (c) girando a una velocidad
angular constante?
38.4. Combine las ecuaciones (38.5) y (38.3) y obtenga la
ecuación de Einstein para la energía relativa total,
E = me2.
38.5. Suponga que desea que algunos fotoelectrones tengan
una energía cinética E y conoce la función de
Problemas
Sección 38.1 Relatividad
38.1. Una nave espacial pasa junto a un observador con
una rapidez de 0.85c. Una persona que viaja en
dicha nave observa que demora 6.0 s en cruzar su
cabina de lado a lado. ¿Qué tiempo registraría el observador
para el mismo evento? Resp. 11.4 s
38.2. Un cohete A pasa junto a un laboratorio espacial B a
una rapidez de 0.9c. Un técnico de laboratorio registra
3.50 s como la duración de un evento ocurrido
en el cohete. ¿Cuál es la duración del mismo evento
para una persona que viaja a bordo del cohete?
38.3. La luz parpadeante de una nave espacial pasa junto
a un observador a 0.75c. El observador registra que
la luz parpadea con una frecuencia de 2.0 Hz. ¿Cuál
es la frecuencia real de la luz parpadeante?
Resp. 3.02 Hz
38.6.
trabajo W de la superficie; ¿cómo determinaría usted
la longitud de onda A requerida en la luz incidente?
Describa un experimento que podría realizar para
determinar la función de trabajo de una superficie,
suponiendo que tenga una fuente luminosa de longitud
de onda variable.
38.7. Presente en un solo diagrama la serie de Balmer y
la serie de Lyman para el espectro de emisión del
38.8.
38.9.
hidrógeno. ¿Qué significa límite de la serie'l
Explique con claridad a qué nos referimos al decir
que la energía del estado fundamental es de —13.6
eV para el átomo de hidrógeno. ¿Qué significado
tiene el signo menos?
Describa un experimento que demuestre (a) un espectro
de líneas de emisión, (b) un espectro de líneas
de absorción y (c) un espectro continuo.
38.10. Átomos de hidrógeno en su estado base son bombardeados
por electrones que han sido acelerados
a través de una diferencia de potencial de 12.8 V.
¿Qué líneas de la serie de Lyman serán emitidas por
los átomos de hidrógeno?
38.4. Una partícula colocada sobre una mesa tiene un diámetro
de 2 mm cuando está en reposo. ¿Cuál deberá
ser la rapidez de un observador para que al medir
dicho diámetro obtenga 1.69 mm?
38.5. Hay una regla graduada azul de un metro a bordo
de la nave A y una regla graduada roja de un metro
a bordo de la nave B. Si la nave A rebasa a la B a
0.85c, ¿cuál será la longitud de cada regla a juicio
de una persona que viaja en la nave Al
Resp. Le = 1.00 m, LR= 52.7 cm
38.6. Tres reglas graduadas de un metro pasan junto a un
observador con rapidez de 0. le, 0.6c y 0.9c, respectivamente.
¿Qué longitudes registrará dicho observador?
Capítulo 38 Resumen y repaso 753