1)Cierta estación de radio situada en la superficie terrestre irradia una onda sinusoidal con una potencia total promedio de 50 kw. Suponiendo que el transmisor irradia por igual en todas las direcciones hacia arriba del suelo. Calcule las amplitudes Eo y Bo que detecta un satélite a una distancia de 100 km de la antena.

I = P/A

A= 4pi r^2/2 = 2pi (100)(1000)m^2 = 2pi x 10^5

I= P/A = 50(1000w)/2pi x 10^5 m^2 = 7.96 x 10^-2 w/m^2

I=1/2 c*eo*Eo^2

Eo=raiz(2I/ceo)

Eo=raiz(2(7.96 x 10^-2 w/m^2)/(3 x 10^8 m/sg)(8.85 x 10^-12 c^2/Nm^2))

= raiz(59.958) N/m

Eo = 7.74 N/m

Bo = Eo/c

Bo = 2.58 x 10^-8 tesla

2)Un haz de luz de 300 nm de longitud de onda incide sobre una superficie metalica. Si el potencial de frenado para el efecto fotoeléctrico es 1.2 v, encuentre:

a)La máxima energía de los electrones emitidos.

b)La función de trabajo

c)La longitud de onda de corte

a) ev=Ek

Ek = 1.2 ev = 1.92 x 10^-19 joules

b) energía total de foton:

E = hc/landa = hc/300 x 10^-9 m

E= 6.62 x 10^-19 joules = 4.13 ev

Luego h t palito= Ek + fi

fi = h t palito – Ek

fi= 4.13 ev – 1.2 ev = 2.93 ev = 4.70 x 10^-19 joules

c)longitud de de onda de corte landa.

Ek = 0 la ecuación qe da

ht palito= hc/landac = fi

Landac = hc/fi = 4.227 x 10^-7 m

3)El modelo bohr para el atomo de hidrogeno usa las ecuaciones de una particula no relativista para el radio de la orbita y la energía del electron, pero agrega las propiedades ondulatorias para actualizar el momentum angular del electron.

a) Considerando al electron como una particula se obtiene:

Kc(e^2/r^2) = me(v^2/r) expliqe como se obtiene esta ecuación, e identifique cada una de las cantidades involucradas.

b) Bohr propuso la hipótesis de qe el momentum angular del electron esta cuantizado: ele = r me v = Nñ , siendo N=1,2,3…etc y ñ=h/2pi .

Use esta condición de cuantizacion y la ecuación dada en la pregunta enterior para calcular los radios posibles de las orbitas del modelo de bohr.

c) Determine la longitud de onda del foton emitido cuando un atomo de hidrogeno pasa del estado n=4 al estado n=1 ¿corresponde a luz

visible?

a)El electron se mueve alrededor del nucleo en orbitas circulares, solo bajo influencia de la circunferencia de la fuerza de atracción de coulomb.

Según la segunda ley de newton:

Suamtoria Fe = me ac

Kc(e^2/r^2)=me(v^2/r)

b) r me v = N t palito

v = N t palito/me r (A)

v^2 = N^2 t palito^2/ me^2 r^2 (A¨)

kc(e^2/r)=me(v^2/r) (b)

v^2 = kce^2/mer (b¨)

(A´´)=(b´´)´

N^2 t palito^2/ me^2 r^2 = kce^2/mer

r=t palito^2 N^2/mekce^2 N=1,2,3…etc

c) 1/landa = R4 (1/1^2 – 1/4^2)

Landa = 9.7234 x 10^8 m

4) la figura adjunta muestra la información correspondiente al efecto fotoeléctrico qe se produce en cierta superficie metalica. Con los puntos dado determine:

a) la función de trabajo.

b) La razón h/e

c) La longitud de onda de corte.

N° volt frecuencia ? x 10^14

1 0.6 5.0 x 10^14

2 0.75 5.5 x 10^14

3 1.0 6.0 x 10^14

4 1.3 6.5 x 10^14

5 1.4 7.0 x 10^14

6 1.6 7.5 x 10^14

7 1.8 8.0 x 10^14

Ecuación obtenida por el MMC:

V = 4.07 x 10^-15 t palito – 1.439

Pendiente: 4.071 x 10^-15 v s = b ecuación para el efecto fotoeléctrico.

E foton= Ek + fi , pero Ek = ev

Ev = Efoton – fi = h t palito – fi dividiendo por e

V = (h/e)t palito – fi/e

Comparando con la ecuación experimental

a) h/e = m = 4.07 x 10^-15 vs

b) fi/e = 1.439 v fi=1.439 ve

c) haciendo v=0 en la ecuación experimental,

t palito = 1.439 v /4.071 x 10^-15 vs = c/landa

landa = (3 x 10^8 m/sg)(4.071 x 10^-15 vs)/1.439 v = 8.487 x 10^-7 m

1)Atomo de hodrogeno exitado en el n=3

radio de la orbita: r=(n*2)*a a:0.0529nm

mov lineal:p=mv carga electron:1.6022e-19

v= (K*e*2/-m*r)*1.2= n*hogarcristo (hogarcristo:h/2pi)

K= 9*10e9 masa electron= 9.11e-31 kg

mov angular: L=rmv

energia cenetica:1/2mv*2

energia potencial: -K*e*2/r

2)El ojo humano tiene su maxima sensibilidad a la luz en la frecuencia de 5.36e5(hz) ¿cual es la la temperatura del cuerpo negro cuya radiacion mas intensa ocurriera en este frecuwencia?

solucion = fr=5.36e5 lamda*fr=C = lamda=C/fr

lamda max * T°= 0.2898E-2(M*K)

3)Un experimento para determinar la funcion de trabajo de una seperficie matalica especifica se utilizan dos fuentes de luz. cuando se iluminan con luz verde (lamda=546.1nm), un potencial de frenado de 0.376(v) reduce a cero la fotocorriente

¿Cual es la funcion de trabajode este metal ?

solucion:

Ek max=variacion de potencial * e

Ek= hf-O (O:funcion de trabajo)

Ek=h(C/lamda) luego igualar ambas ecuaciones

1 ev=J/C

ONDAS:

Ex=10*2sen(pi)(3e6z - 9e-14t)

Ex=10*2senpi*3e6(z - 3e8t)

Ex=10*2senpi*3e6(x - Vt)

Ex=10*2sen(pi3e6z - 9e-14pi*t)

Ex=10*2sen(KX - Wt)

fr:w/2pi K:2pi/lamda T:1/fr

ondas infrarroja: n:c/v (n:indice refrCCION)

LAMDA vacio:n*lamda onda

L=c*t (largo=velocidad *tiempo)

4)LA FUNCION DE TRABAJO EL POTASIO ES DE 2.24(ev) SUPONIENDO KE SOBRE EL POTASIO INCIDE LUZ DE 3.6E-7(mt) de longitud de onda determine:

El potencial de detiene a los fotoelectrones

La frecuencia de corte para el efecto fotoelectrico

La energia cinetica y la velocidad de los fotoelectrones mas rapidos

SOLUCION: (h: cte plank:6.626e-34 J*s)

hf: Ek + O qV(cariacion de potencial)=Ek variacion de potencial=Ek/q

Ek:hf - O

Ek:h(c/lamda) - O

se calcula la energia cinetica y se reemplaza en el potencial de frenado

FRc: O/h =

1 ev= 1.6022e-19 joules

energia cinetica: 1/2mv*2 (despejar velocidad)

5)Cuando el sol se encuentra en el cenit la enrgia termica ke incide sobre la tierra es de 1350(wb/m*2). El radio solar esde 6.96e8(mt) y la distancia tierra-sol: es de 1.3e11(mt).

suponiendo ke el sol iradia como cuerpo negro:

Estime la temperatura de su superficie

Estime lamda max del sol

SOLUCION:

Is:1350(wb/m*2)

Rs: 6.96e8(mt)

d=1.3e11

e=1 (cuerpo negro)

I=cte boltzman*e*T*4 (cte boltzman:5.670e-18 w/m*2k*4)

lamda max * T= 0.2898E-12(MK)

6)ONDA PLANA en el vacio , vector pointing=0.06(watt/m*2)

Encuentre E y H

Densidad de energia del campo

SOLUCION

E=CB

VECTOR POINTING= E x H= INTENSIDAD

I=1/2Cepsilon*E*2 despejar campo electrico (1v:Nm/c , 1wat:Nm/s)

H=B/MUo=(E/c)/MUo

Intesidad de energia: D=1/2epsilonE*2 (joules/m*3)

7)SUPONGA KE LA ONDA DEL PROBLEMA ANTERIOR TIENE UNA SECCION TRANVERSAL DE 10E5(MT*2)

Y KE EMITE 10E-6(sg) ENCUENTRE

Longitud do onda(lamda)

Energia total transmitida

Potencia del transmisor durante la emision.

SOLUCION:

LONGITUD: V=X/t DESPEJAR X

ENERGIA TOTAL=I

I=1/2epsilonCE*2

Energia transmitida en un pulso: I*A*T(intensidad,seccion transverdal,tiempo)

POTENCIA TRANSMITIDA: P=I*A

8)UN HAZ LASER DE CO2(LAMDA=10.600nm)que

emite una onda continua de 3kw es capaz

de perforar un hueco a traves de una

lamina de acero inoxidable de 1/4 pulg

en 10 seg.

a)determine la irradiancia cuando el

haz se enfoca en una pequeña area de

10^-5cm2

I=P/A

I=(3000w/10^-5cm2)*(10000cm2/1m2)

I=3*10^12W/M2

9)COLISION 2 ATOMO

ENEGIA ANTES=ENERGIA DESPUES

2(1/2M*V^2)=2(nhf),f=c/landa

1/2M*V^2=nhf,n=1 despejar la velocidad.

v=raiz(h(c/landa)/1/2m(a)),ma=1

energia despues: energia del foton :h*f