Altillo.com > Exámenes > UBA - Ingeniería > Física III

1) En el año 1900, Planck propone un modelo teórico para describir la radiación del cuerpo negro- cavidad radiante con el cual obtiene:
a) ¿Cuál es el significado físico de esta expresión?. Hacer un gráfico. Discutir las unidades.
b) ¿Cuáles son los postulados en los que se basa Planck para desarrollar su teoría?
c) ¿Por qué decimos que estudiar la "radiación del cuerpo negro" equivale a estudiar la "radiación en una cavidad radiante"?. (Ayuda ; c: velocidad de la luz).
Problema: Una superficie metálica incandescente, cuya superficie es de 10 cm², emite en 1 minuto 4x10⁴ J. La superficie se encuentra a una temperatura de 2500 °K.
a) ¿Cuál sería la radiación de esta superficie si fuera un cuerpo negro?
b) ¿Cuál es la emisividad del metal?
s = 5,67 x 10^-8 W/ (m² °K⁴).

2) A principios del siglo XX, Einstein y Compton describen en forma teórica dos fenómenos físicos observados experimentalmente que ponen de manifiesto el comportamiento corpuscular de la radiación.
a) Describa cuales son esos fenómenos.
b) Plantee cuales son los principios de conservación que se aplican en cada caso y cómo se los aplica.
c) ¿Por qué estos experimentos ponen de manifiesto el comportamiento corpuscular de la radiación?
Problema: Al producirse Efecto Compton, la energía del fotón incidente se distribuye en partes iguales entre el fotón saliente y el electrón de retroceso. Si el ángulo de difusión del fotón es de 90 °, ¿Cuál es su energía y su cantidad de movimiento? ¿En qué ángulo se dispersará el electrón?
Problema: Para detener totalmente una corriente de fotoelectrones generada cuando un haz de fotones de frecuencia n, incide sobre la superficie de un metal, es necesario aplicar una tensión retardadora de 3V. ¿Cuál es esta frecuencia n, si se sabe que en ese metal el efecto fotoeléctrico se inicia cuando la frecuencia de la radiación incidente es n0 = 6x10¹⁴ s^-1? ¿Cuál es la función trabajo?

3) Se observa que los rayos X () son dispersados por cristales, según la relación de Bragg:
nl = 2 a sen q, dónde a, es la separación interplanar y q es el ángulo entre la dirección del haz incidente y la superficie de los planos.
Describir que sucede si en lugar de usar rayos X, se hace incidir sobre un cristal un haz de electrones acelerados en una diferencia de potencial V. ( Recordar las relaciones de De Broglie).
Problema: ÈA qué velocidad se deberá mover un electrón para que su energía cinética sea igual a la de un fotón de longitud de onda de 6300 Þ?.

4) Desde principios del siglo XX, numerosos experimentos pusieron de manifiesto cierto "comportamiento ondulatorio" de las partículas materiales. Schröedinger postula una "ecuación de ondas" cuyas soluciones puedan describir dicho comportamiento:

a) ¿Cuáles son las relaciones básicas para postular esta ecuación?.
b) ¿Cuál es la interpretación física de ?
c) ¿En que caso esta ecuación se convierte en una ecuación de autovalores? Escríbala.
Problema: Una partícula está confinada en un pozo de potencial infinito de ancho a.
a) Calcule las funciones de onda normalizadas y grafique la densidad de probabilidad para la partícula en su estado fundamental y en el primer estado excitado.
b) ¿Cuál es el cociente entre la probabilidad clásica y la probabilidad cuántica de que la partícula sea hallada entre x=0 y x= a/4 en cada uno de los estados anteriores? (Ayuda: Prob. clásica dx/v).