EFECTO Fotoeléctrico es el fenómeno en el q las partículas de la luz llamadas fotones, impactan con los electrones de un metal arrancando sus átomos. El electrón se mueve durante el proceso, dando origen a una corriente eléctrica.
Hipótesis DE PLANK para explicar la radiación del cuerpo negro: 1 los atomodqe emiten la radiación se comportan como osciladores 2) Cada oscilador absorbe o emite energía de la radiación en una cantidad proporcional a su decuencia de oscilación. Los paquetes de energía son llamdos cuantos de manera que la energía de los osciladores esta cuartizada.
DUALIDAD ONDA Partícula DE BROUGLIE. D brouglie sugirió que los electrones podían tener características ondulatorias. Suhipotesis consistió en ampliar el comportamiento de la radiación a la materia, es decir, consistió que la materia especialmentr¡e los electrones tb presentariasn apecto corporal y o ondulatorio. E= H por frecuencia.
El momento lineal asociado con la longitud de honda p es igual a E entre c , p es igual a h entre landa.
El momento lineal asociado con la longitud de honda p es igual a E entre c , p es igual a h entre landa.
Por lo q la longitud de onda asociada a una partícula material sera landa igual a h entre p.
PRINCIPIO DE Indeterminación DE HEISEMBERG. No es posible determinar simultáneamente el valor exacto de la posición c y del momento lineal p de un objeto cuántico. Los valores de las indeterminaciones correspondientes cumplen: Ax Ap mayor igusl qh entre 4 pi. No es posible determinar simulaneamente el valor medido de la energía E de un objeto cuántico y el intervalo de tiempo necesario para efectuar la medida. Exige q se cumpla: AE por At mayor igual q h entre 4 pi.
ONDA Electromagnética propagación de un campo eléctrico y de un campo magnético perpendiculares entre si y a la dirección de propagación.
PRINCIPIO DE HUYGENS es un método de análisis aplicado a los problemas de propagación de ondas : La interferencia de la luz de áreas con distiantas variables del frente de onda móvil explica los máximos y los mínimos obserbables como franjas de difracción.
01.- ¿Qué se entiende por interferencia luminosa? ¿Por qué no se detecta esta interferencia en la luz
emitida por los faros de un automóvil?
R.-1.-Una interferencia luminosa es la superposición en una zona del espacio de dos o más ondas
electromagnéticas correspondientes al espectro visible. Para que esa interferencia se pueda analizar, es
preciso que las ondas superpuestas tengan igual frecuencia, por lo que las luces que emiten los faros de un
coche, no presentan interfgerencias debido a que están formadas por frecuencias distintas. No son
monocromáticas.
02.- ¿Qué es una onda electromagnética? ¿Cambian sus magnitudes cuando penetra en un bloque de
vidrio? Si cambia alguna, ¿aumenta o disminuye su valor?
R.-2.- Una OEM es la propagación en cualquier medio, vacío o no, del una perturbación producida en el
campo electromagnético. Son ondas transversales. Al entrar en un bloque de vidrio se modifican la
velocidad de propagación y la dirección de la misma (salvo que sea perpendicular al vidrio). Como
consecuencia de lo primero también cambia la longitud de onda. Dado que la velocidad de propagación
de estas ondas en el vacío o casi, en el aire, es la mayor posible, la velocidad de propagación en el vidrio
tiene que ser menor y la longitud de onda ha de disminuir.
03.- ¿De que magnitud física esencial tiene dimensiones la constante de Planck?
R.3.- Como se deduce del modelo atómico de Böhr, en el que se afirma que el momento angular del
electrón tiene que ser un múltiplo entero de h/2π, concluimos que la constante de Planck tiene
dimensiones de momento angular.
04.- El número de fotoelectrones emitidos por un metal es proporcional a la intensidad luminosa del haz
incidente.
Discute esta frase.
Discute esta frase.
R.4.- Siempre que la frecuencia de la luz incidente sea superior a la umbral, como cada electrón solo
absorbe un fotón, cuanto mayor sea la intensidad de la radiación, mas fotones incidirán en el metal y
mayor será el número de electrones extraídos.
05.- En el efecto fotoeléctrico, ¿tienen todos los electrones arrancados la misma velocidad? ¿Qué
entiendes por potencial de frenado?
R.5.- La tendrían si todos los electrones que absorben un fotón estuvieran en el mismo estado energético,
pero como esto no sucede estadísticamente, la velocidad que alcance cada uno será ligeramente distinta.
El potencial de frenado es aquel que produce un campo eléctrico inverso capaz de detener a los elctrones
que tengan la máxima velocidad.
06.- La energía cinética máxima de los fotoelectrones ¿aumenta con la longitud de onda, con la frecuencia
o con la intensidad de la radiación incidente?
R.6.- Según la ecuación de Einstein hν = hνo + Ecmax la energía cinética aumenta con la frecuencia
incidente y, por tanto (λ.ν = c), disminuirá con la longitud de onda. La intensidad de la radiación no
influye en la energía cinética, aunque incrementa el número de electrones extraídos
07.- ¿Depende el potencial de frenado de la frecuencia de la radiación incidente?
R.7.- Según la ecuación hν = hνo + e.Vo el potencial de frenado aumenta con la frecuencia de la
radiación incidente, ya que al aumentar esta lo hace la energía cinética máxima, cuyo valor es
Ecmax = e.Vo
08.- ¿Por qué existe una frecuencia umbral en el efecto fotoeléctrico? ¿Es la misma para todos los metales?
¿Es compatible su existencia con el modelo ondulatorio de la luz?
R.8.- Si se tiene en cuenta que los estados energéticos del elecrón están cuantizados, es decir, que solo
pueden tomar determinados valores, si la energía de los fotones no es lo suficientemente grande para ser
extraídos, el electrón no la absorberá. Solo cuando la frecuencia (umbral) incidente genere fotones que
suministren esa energía se producirá el efecto fotoeléctrico.
No es compatible con el modelo ondulatorio de la luz ya que, según este, la energía se iría acumulando en
el electrón hasta que su valor fuese lo suficientemente grande como para ser extraído del metal.
09.- Indica la razón por la que no se aplica la hipótesis de De Broglie al tratar con objetos macroscópicos.
R.9.- La longitud de onda de de Broglie viene dada por λDB = h/m.V. Para un objeto macroscópico, que se
desplace a velocidaddes usuales, la longitud de onda asociada a su movimiento sería del orden de la
constante de Planck (10-34 m), por lo que sería indetectable.
10.- Para un protón y para un electrón, ¿son iguales las longitudes de onda que tienen asociadas si tienen
la misma velocidad? ¿Y si tienen el mismo momento lineal?
R.10.- Según la ecuación λDB = h/m.V = h/p para igual velocidad, la asociada al protón será mucho
menor que la asociada al electrón, ya que la masa de aquel es mucho mayor que la del electrón. Si ambas
partículas poseen el mismo momento lineal, las longitudes de onda asociadas serían idénticas.
11.- Si nos miramos en el vidrio de una ventana nos vemos reflejados en él de noche, pero no de día.
Explica el fenómeno.
R.11.- La reflexión se produce en ambos casos, aunque la energía reflejada es pequeña en comparación
con la refractada. Así cuando es de día, la luz procedente del otro lado del vidrio es mucho mayor que la
reflejada, por lo que esta última apenas la detectamos, hecho que no sucede si es de noche.
12.- Explica con un modelo de rayos por que una varilla recta se “dobla” por la parte sumergida al
introducirlo en agua.
R.12.- Determinemos donde se forma la imagen de un punto P
cualquiera de la varilla: un rayo, como el 1, no se difractará al salir al
aire, pero otro como el 2, se alejará de la normal (2′) siguiendo la ley de
Senell (nagua> naire). Su prolongación cortará al rayo 1, formándose ahí la
imagen virtual de P, que está más próxima a la superficie. Si repetimos
el proceso para el resto de los puntos dumergidos de la varilla, ésta
parece doblarse.
13.- ¿Puede formarse una imagen virtual con un espejo cóncavo? ¿Y una real con uno convexo?
R.13.- En un espejo cóncavo se formará una imagen virtual siempre que el objeto esté dentro de la
distancia focal del espejo. Por contra, las imágenes que forma un espejo convexo son siempre virtuales,
independientemente de donde se coloque el objeto (Ver los esquemas de rayos en la teoría)
14.- Demuestra que no se puede producir una raflexión total cuando el rayo pasa de un medio a otro de
mayor índice.
R.14.- El ángulo límite es aquel al ángulo de incidencia, para el que el de refracción vale 90o
. Aplicando
la ley de Snell
n1.Sen = n2.Sen 90 = n2 , por tanto, sen = n2/n1
Si n2 es mayor que n1, el seno de , tendría que ser mayor que la unidad, lo que es imposible.
15.- ¿Como se puede diferenciar de forma evidente si la imagen que da un sistema óptico es real o virtual?