La Teoría Cuántica. Preguntas de Multiopcion. Slide 1 / 71. Slide 2 / 71. Slide 3 / 71 A B C. Thomson. Plank Compton A B

Transcripción

1 Slide 1 / 71 La Teoría uántica Preguntas de Multiopcion 1 l experimento de "rayos catódicos" se asocia con: Slide 2 / 71 Millikan Thomson Townsend Plank ompton 2 La carga del electrón se midió por primera vez en el: Slide 3 / 71 xperimento de rayos catódicos xperimento de efecto fotoeléctrico xperimento de gota de aceite ifracción de electrones en una lámina de aluminio xperimento de efecto de ompton

2 3 uál de los siguientes colores es asociado con la temperatura más baja? Slide 4 / 71 violeta azul verde amarillo rojo 4 uál de las siguientes fotones tiene la mayor energía? Slide 5 / 71 infrarrojo zul Rayos X fotón de γ fotón de UV 5 La energía de un fotón depende de: Slide 6 / 71 mplitud Velocidad Temperatura Presión Frecuencia

3 6 ómo cambia la energía de un fotón si la longitud de onda se duplica? Slide 7 / 71 se dobla se cuadruplica sigue siendo el mismo Se corta a la mitad Se reduce a una cuarta parte 7 e qué manera cambia el momento de un fotón si la longitud de onda se reduce a la mitad? Slide 8 / 71 se dobla se cuadruplica sigue siendo el mismo Se corta a la mitad Se reduce a una cuarta parte 8 l efecto fotoeléctrico explica: Slide 9 / 71 La naturaleza ondulatoria de la luz La naturaleza corpuscular de la luz Las propiedades ondulatorias de un electrón Las propiedades de las partículas de un electrón La estructura atómica

4 9 La energía cinética de foto-electrones depende de: Slide 10 / 71 Velocidad de la Luz Ángulo de iluminación Intensidad de la luz Longitud de onda Ninguna de las anteriores 10 uál de las siguientes es la fórmula para la masa de un fotón? Slide 11 / 71 m = h/cλ m = cλ/h m = h/f m = f/h m = c 2 11 La energía cinética máxima de los foto-electrones depende de cuál de las siguientes: Slide 12 / 71 I. La intensidad de la luz II. La frecuencia de la luz III. La naturaleza de la fotocélula Sólo I Sólo II Sólo III Sólo I y II Sólo II y III

5 12 uál de las siguientes fórmulas explica el efecto fotoeléctrico? Slide 13 / 71 hλ = W 0 + hf = W 0 - hf = W 0 + hλ =-W 0 + hc/λ = W 0-13 uál de las siguientes gráficas es una correcta relación entre la energía cinética máxima de fotoelectrones y la frecuencia de la luz incidente? Slide 14 / 71 (J) (J) (J) (J) (J) 14 uál de las siguientes gráficas es una correcta relación entre la energía cinética máxima de fotoelectrones y la intensidad de la luz incidente? (J) (J) (J) Slide 15 / 71 (J) I (J) I I I I

6 15 uál de las siguientes gráficas es una correcta relación entre la longitud de onda de roglie (vertical) y el momento lineal de una partícula (horizontal)? Longitud de onda (m) Longitud de onda (m) Longitud de onda (m) Slide 16 / 71 Momento (kgm/s) Momento (kgm/s) Momento (kgm/s) Longitud de onda (m) Longitud de onda (m) Momento (kgm/s) Momento (kgm/s) 16 Todas las siguientes son las propiedades de los rayos γ XPTO: Slide 17 / 71 escargan objetos electrificados Ionizan los gases Son desviados por los campos magnéticos Penetran objetos delgados Son difractados por los cristales 17 uál de los siguientes fenómenos da la mejor evidencia de que la luz puede tener propiedades de partículas? Slide 18 / 71 ifracción de la luz Radiación electromagnética fecto ompton ifracción de electrones ifracción de rayos γ

7 18 uál de los siguientes fenómenos da la mejor evidencia de que las partículas pueden tener propiedades ondulatorias? Slide 19 / 71 La absorción de fotones por los electrones en un átomo La desintegración alfa de núcleos radiactivos l patrón de interferencia producida por neutrones incidentes sobre un cristal La producción de rayos X por los electrones chocando un objetivo de metal La dispersión de fotones por los electrones en resto 19 uál de las siguientes fórmulas se puede utilizar para determinar la longitud de onda de e roglie? Slide 20 / 71 λ = hmv λ = h/mv λ = mv/h λ = hm/c λ = mc/h 20 Un fotón puede desaparecer produciendo un electrón y un positrón, como se llama este fenómeno? Slide 21 / 71 Interferencia de la luz ifracción de Rayos X Producción de pares La dispersión de electrones niquilación

8 21 uando un positrón choca con un electrón y desaparecen produciendo un fotón, este fenómeno es llama? Slide 22 / 71 Interferencia de la luz ifracción de Rayos X Producción de pares La dispersión de electrones niquilación 22 La siguiente declaración: "on el fin de comprender un dado experimento, se debe utilizar la teoría de la onda o del fotón, pero no ambos" se llama? Slide 23 / 71 Teoría de la onla de la luz Teoría corpuscular de la luz La teoría planetaria de un átomo Principio de complementariedad Teoría de onda de la materia 23 lectrones son acelerados a una velocidad máxima de v en un tubo de rayos X por un voltaje aplicado V o. ual es la velocidad máxima de los electrones si el voltaje es cuadruplicado? Slide 24 / 71 4v 2v v/4

9 24 n un experimento de efecto ompton un fotón dispersado por un electrón en reposo aumenta su longitud de onda de λ i a λ f. uál de las siguientes ángulos de desviación Θ da el mayor aumento en la longitud de onda del fotón dispersado? Slide 25 / 71 0 La ispersión de ompton lectrón reculada 30 Fotón incidente lectrón en reposo Fotón dispersado uál de los siguientes objetos cuando en movimiento con la misma velocidad es asociado con una longitud de onda mayor? Slide 26 / 71 Neutrón lectrón una pelota de tenis bola de bolos partículas-α 26 e acuerdo con el modelo de ohr del átomo, el momento angular de un electrón es: Slide 27 / 71 umenta linealmente con el aumento de la velocidad del electrón. umenta linealmente al aumentar el radio orbital uantificada Inversamente proporcional a la velocidad del electrón Inversamente proporcional al radio de la órbita

10 27 l experimento de Rutherford de "dispersión de partículas-α por una lámina de oro" se llevó a cabo para demostrar cual de lo siguiente: Slide 28 / 71 Modelo atómico de budin con pasas Modelo planetario del átomo Hipótesis de e roglie La Naturaleza Ondulatoria de la luz La teoría cuántica de la luz 28 n el experimento de Rutherford de "dispersión partículas-α por una lámina de oro", la mayor parte de las partículas-α podrían pasar a través de la lámina sin desviarse. uál de las siguientes propiedades del átomo puede explicar esta observación? Slide 29 / 71 La carga positiva se concentra en el núcleo l núcleo tiene protones y electrones La masa atómica se concentra en el núcleo Las partículas-α no pueden ser desviadas por electrones l tamaño del núcleo es mucho menor que el tamaño del átomo 29 uál de las siguientes declaraciones puede ser asociado con la teoría de ohr del átomo? Slide 30 / 71 I. Un electrón en órbita alrededor del núcleo puede cambiar su energía continuamente II. Un electrón en órbita alrededor del núcleo emite energía y se cae al núcleo III. Un electrón gira alrededor del núcleo sin irradiar energía y puede cambiar su energía sólo por una parte determinada cuando salta entre las órbitas IV. l momento angular de un electrón alrededor del núcleo es igual a un numero entero multiplicado por h/2π I y II II y III I, II, III y IV II y IV III y IV

11 30 uando un electrón cae de una órbita donde n=2 a n=1: Slide 31 / 71 Un fotón es emitido Un fotón es absorbido No hay cambios en la energía atómica La energía atómica se reduce a cero umenta la energía atómica 31 uando un electrón salta de una órbita donde n=1 a n=3, su radio orbital en términos del radio más pequeño r 1 es la siguiente: Slide 32 / 71 r 1 /9 r 1 /3 2 r 1 3 r 1 9 r 1 32 uando un electrón salta de una órbita donde n = 1 a n = 4 la energía en términos de la energía fundamental es: Slide 33 / 71 1 /9 1 /

12 33 Un electrón se mueve en torno alrededor de un protón caracterizado por la órbita n = 5. uántas de las longitudes de onda de e roglie del electrón encajan en la circunferencia de esta órbita? Slide 34 / n un tubo de rayos catódicos un electrón es acelerado por un campo eléctrico. uando el voltaje aplicado es de 600V la longitud de onda de e roglie del electrón es λ. ual es la longitud de onda de e roglie del electrón acelerado a través de una diferencia de potencial de 150 V? Slide 35 / 71 λ 2 λ λ / 2 λ / 4 4 λ 35 e acuerdo con la teoría de Maxwell del electro-magnetismo, un electrón en órbita alrededor del núcleo atómico... Slide 36 / 71 ambia su energía en ciertas partes onserva su momento angular onserva su energía Irradia su energía y cae en el núcleo ambia su momento angular por ciertas porciones

13 36 Un átomo hipotético tiene los niveles de energía presentado por el gráfico. Un electrón es excitado desde el estado fundamental de energía de -1eV. Las siguientes son las energías de los emitidos fotones, XPTO: Slide 37 / 71 9 ev 4 ev 6 ev nergía del lectrón stado Ionizado 2 ev 10 ev stado fundamental 37 Un átomo hipotético tiene los niveles de energía presentado por el gráfico. Un contenedor con el gas hipotético es irradiado con radiación electromagnética con rango de energía de 4 ev a 9eV. ual de las siguientes secuencias de los fotones se puede encontrar en el espectro de emisión. sólo 1 ev, 2eV y 6eV sólo 2 ev, 3 ev y 4 ev sólo 1 ev, 3eV y 5 ev sólo 7 ev y 2eV Ninguno de los anteriores nergía del lectrón stado Ionizado stado fundamental Slide 38 / Un átomo hipotético tiene los niveles de energía presentado por el gráfico. Un contenedor con el gas hipotético es irradiado con radiación electromagnética con rango de energía de 4 ev a 9eV. uál de las transiciones producirá un fotón con la mayor longitud de onda? Slide 39 / 71 partir de n = 4 a n = 1 partir de n = 4 a n = 2 partir de n = 2 a n = 1 partir de n = 3 a n = 1 partir de n = 4 a n = 3 nergía del lectrón

14 39 Según la teoría de ohr del átomo hidrógeno, los electrones a partir del cuarto nivel de energía y, finalmente, terminan en el estado fundamental pueden producir un total de cuantas líneas del espectro hidrógeno? Slide 40 / uál de las siguientes transiciones se relaciona con la absorción de energía? Slide 41 / 71 α 1 nergía del lectrón α 2 α 3 α 4 α 5 Slide 42 / 71 Preguntas biertas

15 1. n un experimento realizado para investigar el efecto fotoeléctrico, estudiantes de física utilizaron un aparato que se muestra en el diagrama. Foto-electrones emitidos como el resultado de una luz incidente pueden ser acelerados o detenidos por un voltaje aplicado. uando la luz incidente tiene una longitud de onda de 3 nm, el voltaje para detenerlos es 1 V. Si la luz incidente tiene una longitud de onda de 2 nm el voltaje de parada es 3 V. a) alcula la constante de Plank con los datos recogidos en el experimento. Luz Slide 43 / n un experimento realizado para investigar el efecto fotoeléctrico, estudiantes de física utilizaron un aparato que se muestra en el diagrama. Foto-electrones emitidos como el resultado de una luz incidente pueden ser acelerados o detenidos por un voltaje aplicado. uando la luz incidente tiene una longitud de onda de 3 nm, el voltaje para detenerlos es 1 V. Si la luz incidente tiene una longitud de onda de 2 nm el voltaje de parada es 3 V. b) alcula la función de trabajo para la fotocélula usado en el experimento. Luz Slide 44 / n un experimento realizado para investigar el efecto fotoeléctrico, estudiantes de física utilizaron un aparato que se muestra en el diagrama. Foto-electrones emitidos como el resultado de una luz incidente pueden ser acelerados o detenidos por un voltaje aplicado. uando la luz incidente tiene una longitud de onda de 3 nm, el voltaje para detenerlos es 1 V. Si la luz incidente tiene una longitud de onda de 2 nm el voltaje de parada es 3 V. c) etermina la frecuencia umbral para este tipo de célula fotoeléctrica. Luz Slide 45 / 71

16 1. n un experimento realizado para investigar el efecto fotoeléctrico, estudiantes de física utilizaron un aparato que se muestra en el diagrama. Foto-electrones emitidos como el resultado de una luz incidente pueden ser acelerados o detenidos por un voltaje aplicado. uando la luz incidente tiene una longitud de onda de 3 nm, el voltaje para detenerlos es 1 V. Si la luz incidente tiene una longitud de onda de 2 nm el voltaje de parada es 3 V. d) alcula el voltaje de parada para detener los foto-electrones emitidos por la célula cuando la luz incidente tiene una longitud de onda de 100 nm. Luz Slide 46 / Un grupo de estudiantes de física llevan a cabo un experimento para investigar un efecto fotoeléctrico. llos grafican la energía cinética en función de la frecuencia de la luz incidente. (ev) Slide 47 / 71 a) etermina la constante de Plank de la gráfica dada. 2. Un grupo de estudiantes de física llevan a cabo un experimento para investigar un efecto fotoeléctrico. llos grafican la energía cinética en función de la frecuencia de la luz incidente. (ev) Slide 48 / 71 b) etermina la función de trabajo de la foto-célula.

17 2. Un grupo de estudiantes de física llevan a cabo un experimento para investigar un efecto fotoeléctrico. llos grafican la energía cinética en función de la frecuencia de la luz incidente. c) etermina la frecuencia umbral. (ev) Slide 49 / Un grupo de estudiantes de física llevan a cabo un experimento para investigar un efecto fotoeléctrico. llos grafican la energía cinética en función de la frecuencia de la luz incidente. n la segunda prueba los estudiantes usan la foto-célula con una mayor función de trabajo. d) ómo cambia la gráfica? xplica. (ev) Slide 50 / Una radiación electromagnética incide sobre una superficie metálica y electrones son emitidos por la placa cuando la longitud de onda es 450nm o menos. a. uál es la función de trabajo del metal? Luz Slide 51 / 71

18 3. Una radiación electromagnética incide sobre una superficie metálica y electrones son emitidos por la placa cuando la longitud de onda es 450nm o menos. b. uál es la energía cinética máxima de los foto-electrones si la luz incidente tiene una longitud de onda de 400 nm? Luz Slide 52 / Una radiación electromagnética incide sobre una superficie metálica y electrones son emitidos por la placa cuando la longitud de onda es 450nm o menos. c. uál es el voltaje de parada necesario para detener los foto-electrones emitidos por la placa cuando la luz incidente tiene una longitud de onda de 300 nm? Luz Slide 53 / Una radiación electromagnética incide sobre una superficie metálica y electrones son emitidos por la placa cuando la longitud de onda es 450nm o menos. d. Si el voltaje de parada es de 5V, cuál es la longitud de onda de la luz incidente? Luz Slide 54 / 71

19 4. Un fotón de rayos X con una longitud de onda de λ i=0,14nm choca con un electrón en reposo y rebota. ntes de la olisión fotón lectrón en incidente reposo Slide 55 / 71 a. uál es la longitud de onda del fotón dispersado? espués de la olisión fotón lectrón ispersado Recular 4. Un fotón de rayos X con una longitud de onda de λ i=0,14nm choca con un electrón en reposo y rebota. b. uál es el momento del electrón golpeado? ntes de la olisión fotón lectrón en incidente reposo espués de la olisión fotón lectrón ispersado Recular Slide 56 / Un fotón de rayos X con una longitud de onda de λ i=0,14nm choca con un electrón en reposo y rebota. c. ual es la energía del electrón? ntes de la olisión fotón lectrón en incidente reposo espués de la olisión fotón lectrón ispersado Recular Slide 57 / 71

20 4. Un fotón de rayos X con una longitud de onda de λ i=0,14nm choca con un electrón en reposo y rebota. d. Se conserva la energía durante la colisión? ntes de la olisión fotón lectrón en incidente reposo espués de la olisión fotón lectrón ispersado Recular Slide 58 / Un fotón de rayos X con una longitud de onda de λ i = 0,14 nm choca con un electrón en reposo y se recupera. e. uál es la longitud de onda de e roglie del electrón dispersado? ntes de la olisión fotón lectrón en incidente reposo espués de la olisión fotón lectrón ispersado Recular Slide 59 / Un tubo de rayos X acelera un haz de electrones entre dos electrodos. Una diferencia de potencial de 70,000 V se aplica a través del tubo. a. uál es la velocidad de los electrones acelerados? Slide 60 / 71

21 5. Un tubo de rayos X acelera un haz de electrones entre dos electrodos. Una diferencia de potencial de 70,000 V se aplica a través del tubo. Slide 61 / 71 b. ual es la energía de los fotones emitidos? 5. Un tubo de rayos X acelera un haz de electrones entre dos electrodos. Una diferencia de potencial de 70,000 V se aplica a través del tubo. Slide 62 / 71 c. uál es la longitud de onda de fotones emitidos? 5. Un tubo de rayos X acelera un haz de electrones entre dos electrodos. Una diferencia de potencial de 70,000 V se aplica a través del tubo. Slide 63 / 71 d. uál es la masa de los fotones emitidos?

22 5. Un tubo de rayos X acelera un haz de electrones entre dos electrodos. Una diferencia de potencial de 70,000 V se aplica a través del tubo. Slide 64 / 71 e. uál es el momento los fotones emitidos? 6. Un electrón libre es capturado por un protón. omo resultado de este proceso dos fotones son emitidos. La energía del primer fotón es 1= 3,4eV. Slide 65 / 71 a. alcula la longitud de onda del fotón con energía Un electrón libre es capturado por un protón. omo resultado de este proceso dos fotones son emitidos. La energía del primer fotón es 1=3,4eV. Slide 66 / 71 b. alcula la energía 2 del segundo fotón.

23 6. Un electrón libre es capturado por un protón. omo resultado de este proceso dos fotones son emitidos. La energía del primer fotón es 1=3,4eV. Slide 67 / 71 c. alcula la longitud de onda del segundo fotón? 6. Un electrón libre es capturado por un protón. omo resultado de este proceso dos fotones son emitidos. La energía del primer fotón es 1=3,4eV. Slide 68 / 71 d. n el siguiente diagrama dibuja flechas que muestran la asociación con estas transiciones de los electrones. 6. Un electrón libre es capturado por un protón. omo resultado de este proceso dos fotones son emitidos. La energía del primer fotón es 1=3,4eV. Slide 69 / 71 l electrón permanece en el estado fundamental por un límite de tiempo y después absorbe una energía de 15eV de un fotón incidente. e. ual es la energía del electrón emitido?

24 6. Un electrón libre es capturado por un protón. omo resultado de este proceso dos fotones son emitidos. La energía del primer fotón es 1=3,4eV. Slide 70 / 71 f. uál es la longitud de onda de e roglie del electrón emitido? Slide 71 / 71