FÍSICA. 2º BACHILLERATO BLOQUE V: INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA MODERNA Examen 1

Transcripción

1 Examen 1 1. En la explosión de una bomba atómica se produce Sr-90, que es un peligroso contaminante radiactivo, cuyo periodo de semidesintegración es de 28,8 años. Cuánto tiempo debe transcurrir para que la contaminación que produce descienda hasta la milésima parte de su actividad original? 2. La frecuencia umbral de la plata es de 1, Hz. Se ilumina con luz ultravioleta de 200 nm una lámina de ese metal. Hallar: a) La energía de extracción de la plata b) La energía transportada por el fotón incidente c) La energía cinética de los electrones emitidos. 3. Di si es cierto o falso y razona la respuesta: " Ondas y partículas son dos manifestaciones de una misma realidad" 4. El núcleo atómico. 5. A) Hipótesis de De Broglie. Dualidad onda-partícula. B) Calcula la longitud de onda asociada a un neutrón que se mueve con una velocidad de 20 km/h.

2 Examen 2 1. A) El Principio de Incertidumbre de Heisenberg B) Estimar la incertidumbre en la velocidad del electrón del átomo de hidrógeno suponiendo que podemos llegar a conocer su posición con una indeterminación de 1 pm. Datos: h = 6, J s; me = 9, kg. 2. Al iluminar un metal con luz monocromática de frecuencia f = 1, Hz se observa que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es de 2 ev. Calcular: a) La frecuencia umbral para que se produzca el efecto fotoeléctrico. b) La frecuencia de la luz con que hay que iluminar para que la energía máxima de los electrones sea superior en un 25 % a la del caso anterior. 3. La radiación del cuerpo negro y la hipótesis de Planck. 4. A) Qué significado físico tiene la energía de enlace de un núcleo? B) Calcula la energía de enlace del núcleo de nitrógeno-14, y la energía de enlace por nucleón. Masa del átomo de N-14: 14,00307 uma Masa del protón: 1, uma Masa del neutrón: 1, uma Masa del electrón: 0,00055 uma 5. La vida media del estroncio 90 es de 28 años. Se dispone de una muestra de 20 g de estroncio 90. a) Escribir la ecuación de desintegración β del estroncio 90. b) Calcular la cantidad que queda al cabo de un año. c) Calcular el tiempo necesario para que la muestra se vea reducida a 15 g.

3 Examen 3 1. El uranio-238 tiene una vida media de 4, años. Si inicialmente tenemos 100 g: a) Cuánto se habrá desintegrado al cabo de 1000 años? b) Cuánto tiempo tendrá que pasar para que se desintegre 1 g? 2. La radiación del cuerpo negro. Hipótesis de Planck. 3. Indica si es verdadero o falso razonando la respuesta: Cuanto mayor es el periodo de semidesintegración, el material se desintegra más deprisa. 4. El Trabajo de extracción fotoeléctrico de la superficie del sodio metálico es 2,0 ev. Calcula: a) La velocidad máxima con que son emitidos los electrones de una superficie de sodio cuando se ilumina con luz cuya longitud de onda es de 400 nm. b) La máxima longitud de onda necesaria para que sean emitidos electrones por la superficie metálica. 5. A) Qué significado físico tiene la energía de enlace de un núcleo? B) Calcula la energía de enlace del núcleo de oxígeno-16, y la energía de enlace por nucleón. Masa del átomo de O-16: 15,9949 uma Masa del protón: 1, uma Masa del neutrón: 1, uma Masa del electrón: 0,00055 uma

4 Examen 4 1. Calcula a qué velocidad la masa de un cuerpo será el triple de la que tiene en reposo. 2. Al iluminar un metal con luz monocromática de frecuencia f = 2, Hz se observa que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es de 1,7 ev. Calcular: a) La frecuencia umbral para que se produzca el efecto fotoeléctrico. b) La frecuencia de la luz con que hay que iluminar para que la energía máxima de los electrones sea superior en un 20 % a la del caso anterior. 3. La radiación del cuerpo negro y la hipótesis de Planck. 4. La masa de una muestra radiactiva se reduce en un 10 % en 20 segundos. Halla: a) El periodo de semidesintegración. b) El tiempo necesario para que la muestra se reduzca a un tercio de su valor inicial. 5. Medimos las velocidades de un electrón y de una bola de 30 g de masa, con una incertidumbre en los dos casos de 10-3 m/s. Determina las incertidumbres en la posición de ambos objetos.

5 Examen 5 1.El trabajo de extracción fotoeléctrico de la superficie del sodio metálico es 2,0 ev. Calcula: a) La velocidad máxima con que son emitidos los electrones de una superficie de sodio cuando se ilumina con luz cuya longitud de onda es de 400 nm. b) La mínima longitud de onda necesaria para que sean emitidos electrones por la superficie metálica. 2.Indica si es verdadero o falso razonando la respuesta: La masa de un núcleo es menor que la suma de las masas de los nucleones que lo constituyen 3.A) Hipótesis de De Broglie. Dualidad onda-partícula. B) Calcula la longitud de onda asociada a un neutrón que se mueve con una velocidad de 200 km/h. 4.El uranio-238 tiene una vida media de 4, años. Si inicialmente tenemos 100 g: a) Cuánto se habrá desintegrado al cabo de un millón de años? b) Cuánto tiempo tendrá que pasar para que se desintegre un 10 % de la cantidad inicial? 5.Fuerzas y partículas elementales

6 Examen 6 1.Una muestra de 2 mg de polonio 210 se reduce a 0,5 mg en 276 días. Halla: a) El periodo de semidesintegración del polonio 210. b) Los valores de la actividad inicial y final. (Masa atómica del Po- 210 = 209,9829 uma) 2.La radiación del cuerpo negro y la hipótesis de Planck. 3.A) Qué significado físico tiene la energía de enlace de un núcleo? B) Calcula la energía de enlace del núcleo de hierro-56, y la energía de enlace por nucleón. Masa del átomo de Fe-56: 55,9394 uma Masa del protón: 1, uma Masa del neutrón: 1, uma Masa del electrón: 0,00055 uma Número atómico del hierro : 26 4.Indica si es verdadero o falso razonando la respuesta: Cualquier tipo de onda electromagnética al incidir sobre un metal produce efecto fotoeléctrico 5.Determina la longitud de onda, la frecuencia y la cantidad de movimiento de un fotón de 5 ev.

7 Examen 7 1.En el año 1989 Marie y Pierre Curie aislaron 200 mg de radio. El periodo de semidesintegración del radio es 1620 años. A qué cantidad de radio han quedado reducidos en la actualidad los 200 mg aislados entonces? 2.Un fotón de 2 Å de longitud de onda interacciona con un electrón en reposo, tras lo cual su longitud de onda pasa a ser de 2,03645 Å. Calcular: a) El ángulo de dispersión. b) La energía cinética con que sale despedido el electrón. 3.El periodo de semidesintegración de un nucleido es un año. Cuál es su vida media? Da las definiciones de ambos conceptos. 4.Indica si es verdadero o falso razonando la respuesta: Cuando un electrón pasa a un nivel energético superior emite un fotón de una frecuencia determinada. 5.Partículas y fuerzas fundamentales.