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Anexo 1 Ejercicios Tarea 2 Curso: Física Moderna Código: 299003
1. Descripción de la actividad. Tarea 2 – Dualidad Onda-Partícula. Tipo de actividad: Momento de la evaluación: Puntaje máximo de la actividad: 85 puntos La actividad inicia el: miércoles, 16 de marzo de 2022 La actividad finaliza el: jueves, 7 de abril de 2022 2. Asignación de ejercicios de la Unidad 2. Tutora asignada: Ejercicios asignados Nombres y apellidos del estudiante Grupo Estudiante 1 RUDY XIMENA NIETO 101 Estudiante 2 LUIS ALEJANDRO BARRERO Estudiante 3 MICHEL DAVID BLANCO Estudiante 4 RICARDO ANDRES CASTRO RODRIGUEZ Estudiante 5 CRISTIAN CAMILO ZAMBRANO NOTA: Revise los pasos de la estrategia de aprendizaje a desarrollar descritos en la **Guía de actividades y rúbrica de evaluación – Unidad 2
- Tarea 2 – Dualidad Onda-Partícula.** Apreciado estudiante, después de identificados los ejercicios que se le asignaron, presente en el foro de discusión el desarrollo de estos en el “Anexo 2 Formato Tarea 2” y requerimientos solicitados en el Paso 3 de la guía de actividades y rúbrica de evaluación. Cada estudiante debe presentar en el foro los aportes, dudas y desarrollo de los ejercicios 1 al 4 según el cronograma de fechas de la Tabla 1 de la guía de actividades y rúbrica de evaluación. Aclaraciones sobre la realización del video Es necesario que al inicio de la grabación el estudiante se muestre en primer plano ante la cámara del computador y se presente, incluyendo su documento de identidad, se recomienda por políticas de la privacidad de la información mostrar solamente sus nombres y apellidos, ocultando el número del documento. Mientras realiza la explicación del ejercicio 4 la cámara de su computador debe permanecer como una ventana flotante, de tal manera que el rostro sea visible en toda la grabación. En caso de que el estudiante no presente su documento de identificación al inicio del video y/o de que no presente su rostro durante el desarrollo del mismo, entonces, este no será calificado. Elementos que debe contener el video
- Lectura completa del enunciado.
- Representación gráfica (si se requiere).
- Indicar los conceptos que se requieren para el desarrollo del ejercicio.
- Indicar las variables dadas en el enunciado.
- Indicar las ecuaciones que usa y definir cada uno de los términos.
- Indicar los despejes u operaciones algebraicas.
- Mostrar el procedimiento paso a paso para su desarrollo.
- Análisis físico de los resultados.
- Plantear una pregunta al final, para que la respondan sus compañeros.
- Duración máxima de 7 minutos. El video debe ser grabado por medio de una herramienta que permita utilizar cámara, voz y pantalla; se sugiere Loom, Camtasia o Screencast-o- Matic. La grabación debe enfocar el rostro durante todo el video, a su vez se debe compartir pantalla donde se muestre el ejercicio con el procedimiento. Al final, debe subir el video a Drive , YouTube o similares. Ejercicios asignados a RUDY XIMENA NIETO (Estudiante # 1) Ejercicio 1. Luz absorbida como fotones: El efecto fotoeléctrico. (Estudiante # 1)
Radiación de longitud de onda de 435 nm impacta una superficie de Potasio.
Si la función de trabajo del Potasio es de 2,3 eV.
A. ¿Cuál es la energía y momento lineal de los fotones incidentes? B. ¿Cuál es la energía cinética de los fotoelectrones emitidos? Exprese
en unidades de eV y Joules.
C. Calcule la rapidez máxima de los fotoelectrones emitidos. D. Calcule la frecuencia umbral del metal. Ejercicio 2. Luz emitida como fotones: Producción de rayos x. (Estudiante # 1) Los rayos x son radiaciones electromagnéticas que cuanto menor es la longitud de onda de los rayos x, mayores son su energía y poder de penetración. Tienen gran aplicación en medicina en imágenes diagnósticas. Si en una radiografía médica se aceleran electrones para producir rayos x
con una longitud de onda mínima de 8,58 Å (ángstrom):
A. Calcule el potencial al que fueron acelerados los electrones en la producción de los rayos x. B. Calcule la frecuencia máxima de los rayos x. Ejercicio 3. Luz dispersada en forma de fotones: Dispersión de Compton. (Estudiante # 1) En un evento físico de dispersión de Compton se experimentan las siguientes situaciones:
En un evento físico de dispersión de Compton se experimentan las siguientes situaciones:
A. Longitud de onda de 2,32 pm incide sobre un blanco. Si el fotón
dispersado se detecta para un ángulo de 32° ¿Cuál es la longitud de onda del fotón dispersado?
B. Si la energía del electrón es de 900 keV ¿Qué momento lineal
experimenta el electrón en retroceso? C. Demostrar cómo se obtiene la unidad de medida del momento lineal en retroceso del electrón. Ejercicio 4. Ondas del electrón (Estudiante # 2) Pregunta orientadora: Si dos partículas como electrón y protón tienen la misma energía cinética: ¿Cuál tiene menor longitud de onda de Broglie? Justifique su respuesta desde la parte Física. Enunciado del ejercicio: Un haz de electrones es dispersado con una longitud de onda de De Broglie
de 25 pm.
A. ¿Cuál es el valor de la rapidez que lleva cada electrón? B. Si el haz que es dispersado son fotones como puede variar la rapidez en comparación con la de los electrones. Ejercicios asignados a MICHEL DAVID BLANCO (Estudiante # 3) Ejercicio 1. Luz absorbida como fotones: El efecto fotoeléctrico. (Estudiante # 3)
Radiación de longitud de onda de 121 nm impacta una superficie de Silicio.
Si la función de trabajo del Silicio es de 4,8 eV.
A. ¿Cuál es la energía y momento lineal de los fotones incidentes? B. ¿Cuál es la energía cinética de los fotoelectrones emitidos? Exprese
en unidades de eV y Joules.
C. Calcule la rapidez máxima de los fotoelectrones emitidos. D. Calcule la frecuencia umbral del metal. Ejercicio 2. Luz emitida como fotones: Producción de rayos x. (Estudiante # 3) Los rayos x son radiaciones electromagnéticas que cuanto menor es la longitud de onda de los rayos x, mayores son su energía y poder de penetración. Tienen gran aplicación en medicina en imágenes diagnósticas. Si en una radiografía médica se aceleran electrones para producir rayos x
con una longitud de onda mínima de 0,51 Å (ángstrom):
A. Calcule el potencial al que fueron acelerados los electrones en la producción de los rayos x. B. Calcule la frecuencia máxima de los rayos x.
Ejercicio 3. Luz dispersada en forma de fotones: Dispersión de Compton. (Estudiante # 3) En un evento físico de dispersión de Compton se experimentan las siguientes situaciones:
A. Longitud de onda de 1,36 pm incide sobre un blanco. Si el fotón
dispersado se detecta para un ángulo de 32° ¿Cuál es la longitud de onda del fotón dispersado?
B. Si la energía del electrón es de 590 keV ¿Qué momento lineal
experimenta el electrón en retroceso? C. Demostrar cómo se obtiene la unidad de medida del momento lineal en retroceso del electrón. Ejercicio 4. Principio de incertidumbre (Estudiante # 3) Pregunta orientadora: ¿Cuál es la diferencia entre conocer la posición y velocidad de un electrón y de un carro? Explique su respuesta. Enunciado del ejercicio: Si el momento lineal de un protón en un átomo se mide con un valor de
7,8x10-20^ kg ∙ m / s y una precisión de 0,01%.
A. ¿Cuál es la incertidumbre del electrón en la velocidad? B. ¿Con que precisión se mide la posición de la partícula? Ejercicios asignados a RICARDO ANDRES CASTRO RODRIGUEZ (Estudiante # 4) Ejercicio 1. Luz absorbida como fotones: El efecto fotoeléctrico. (Estudiante # 4)
Radiación de longitud de onda de 159 nm impacta una superficie de Níquel.
Si la función de trabajo del Níquel es de 5,01 eV.
A. ¿Cuál es la energía y momento lineal de los fotones incidentes? B. ¿Cuál es la energía cinética de los fotoelectrones emitidos? Exprese
en unidades de eV y Joules.
C. Calcule la rapidez máxima de los fotoelectrones emitidos. D. Calcule la frecuencia umbral del metal. Ejercicio 2. Luz emitida como fotones: Producción de rayos x. (Estudiante # 4) Los rayos x son radiaciones electromagnéticas que cuanto menor es la longitud de onda de los rayos x, mayores son su energía y poder de penetración. Tienen gran aplicación en medicina en imágenes diagnósticas. Si en una radiografía médica se aceleran electrones para producir rayos x
con una longitud de onda mínima de 7,18 Å (ángstrom):
A. Calcule el potencial al que fueron acelerados los electrones en la producción de los rayos x.
A. Calcule el potencial al que fueron acelerados los electrones en la producción de los rayos x. B. Calcule la frecuencia máxima de los rayos x. Ejercicio 3. Luz dispersada en forma de fotones: Dispersión de Compton. (Estudiante # 5) En un evento físico de dispersión de Compton se experimentan las siguientes situaciones:
A. Longitud de onda de 1,67 pm incide sobre un blanco. Si el fotón
dispersado se detecta para un ángulo de 55° ¿Cuál es la longitud de onda del fotón dispersado?
B. Si la energía del electrón es de 630 keV ¿Qué momento lineal
experimenta el electrón en retroceso? C. Demostrar cómo se obtiene la unidad de medida del momento lineal en retroceso del electrón. Ejercicio 4. Producción/Aniquilación de pares (Estudiante # 5) Pregunta orientadora: ¿Cuál es la energía en reposo de un electrón y un positrón? Enunciado del ejercicio: Un electrón y un positrón que se mueven a cierta rapidez, pero en direcciones opuestas colisionan aniquilándose entre sí y produciendo dos fotones. Determine: A. La energía total de cada partícula antes de la colisión, si la energía
cinética del positrón es 2,04 MeV y la energía cinética del electrón es
7,15 MeV.
B. Las longitudes de onda de los fotones producidos en la colisión (suponga que los fotones producidos tienen la misma energía).
