FISICA_F22_FABRICANTE_MODERNA - Gabriel Solís Flores

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R1 
R2 
FÍSICA 
SEMANA 22: ECUACIÓN DEL FABRICANTE. 
FÍSICA MODERNA. 
ECUACIÓN DEL FABRICANTE 
01. Se construye una lente de vidrio con índice 
de refracción 1,2. Si los radios de curvatura son 
30 cm y 10 cm, como se muestra en el dibujo, 
calcule en cm, la distancia focal. 
A) −75,5 
B) −37,5 
C) 10,5 
D) 37,5 
E) 75,5 
IEN_UNI_2019-I 
 
02. Una lente está hecha de un material cuyo ín 
dice de refracción es 1,6. Si se introduce en agua 
(nAGUA = 4/3), ¿Cuál será su distancia focal? Sus 
radios son R = 60 cm y r = 40 cm. 
A) 60 
B) 90 
C) 120 
D) −120 
E) −90 
 
03. Determine la distancia focal de la lente mostra 
da, si su índice de refracción es de 1,5 y está rodea 
da de aire. 
A) +15 
 
B) +30 
 
C) +60 
 
D) −30 
 
E) −60 
 
04. Un lente (n = 1,4) está conformado por una 
superficie cóncava de R1 = 40 cm de radio y una 
superficie convexa de R2 = 90 cm de radio. 
¿Cuál es la distancia focal del lente (en m)? 
A) +72 
B) −72 
C) +180 
D) −180 
E) +360 
 
05. Un lente plano-convexa de 30 cm de radio 
tiene una distancia focal de +60 cm. Si está ubi 
cada en el aire, determine el índice de refrac-
ción del material que constituye la lente. 
A) 1,2 B) 1,3 C) 1,4 
D) 1,5 E) 1,6 
 
06. Un lente plano-cóncavo de 50 cm de radio 
tiene un índice de refracción de 1,2. Determine 
el índice de refracción del líquido en el que se 
debe introducir para que su distancia focal sea 
200 cm. 
A) 1,8 B) 1,6 C) 1,5 
D) 1,4 E) 1,2 
 
07. Una lente biconvexa está hecha de un ma-
terial transparente de índice 1,6 y tiene una dis 
tancia focal de 50 cm. Cuando la lente se sumer 
ge completamente en agua (n= 4/3), ¿Cuál será 
su nueva distancia focal? 
A) 20 B) 60 C) 120 
D) 150 E) 180 
 
08. Con un trozo de diamante se construye un 
lente que tiene una distancia focal de 15 cm. 
Cuando dicho lente se sumerge en una muestra 
de benceno (n = 1,5) se observa que su nueva 
distancia focal es 35 cm, determine el índice de 
refracción del diamante. 
A) 2,4 B) 2,2 C) 2,0 
D) 1,8 E) 1,6 
 
09. Una lente biconvexa de vidrio (nV = 1,5), 
tiene una potencia de 5 dp, se sumerge comple 
tamente en agua (nH2O = 4/3). ¿Cuál será su 
nueva potencia? en dp. 
A) 20 B) 10 C) 5 
D) 2,5 E) 1,25 
 
10. Una lente biconvexa de vidrio (nv = 1,8) 
tiene una potencia de 10 dioptrías en el aire. 
Determine la potencia de la lente cuando se su-
merge en aceite (n2=1,2). 
A) 10 B) 12,5 C) 6,25 
D) 7,5 E) 11,25 
 
RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO 
11. Señale los ejemplos de “cuerpo negro” 
I. Las estrellas. 
II. Una cavidad radiante. 
III. Un planeta. 
A) Solo I B) solo II C) I y II 
D) solo III E) II y III 
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12. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones respecto al modelo de 
Planck: 
I. Los osciladores atómicos de una cavidad radian 
te emiten y absorben energía en valores discretos. 
II. La mínima energía emitida por una cavidad 
radiante es hν donde ν es la frecuencia de osci- 
lación y h la constante de Planck. 
III. Planck estableció la cuantización de la ener 
gía electromagnética. 
A) FFV B) FVF C) FVV 
D) VVV E) VVF 
 
13. Respecto al modelo de Planck, se puede a-
firmar que: 
I. El modelo fue planteado para explicar la ra-
diación emitida por una cavidad radiante. 
II. La hipótesis de Planck consistió en que la 
energía emitida por una cavidad radiante tiene 
valores continuos. 
III. Las curvas obtenidas de las teorías clásicas, 
difieren enormemente de las curvas experi-
mentales, en el rango de las longitudes de on-
da, menores a las del color violeta (catástrofe 
ultravioleta). 
A) FVF B) VFV C) VVF 
D) VVV E) FFF 
 
14. Una estación de radio transmite a 89,5 MHz 
con una potencia radiada de 45 kW. El número 
de fotones por segundo que emite la estación es 
aproximadamente: 
(h = 6,626×10−34 J.s) 
A) 4,00×1029 B) 6,59×1029 
C) 7,59×1029 D) 1,35×1035 
E) 2,20×1035 UNI_2017-I 
 
15. Una estación de radio FM (La Zona) trans-
mite a 90,5 MHz con una potencia de salida de 
66 300 W. ¿Cuántos fotones emite al espacio du 
rante una canción que dura 3 minutos? 
A) 1,88×1031 B) 1,88×1032 
C) 1,98×1032 D) 2,18×1032 
E) 1,98×1033 
 
16. Una fuente de luz monocromática de lon-
gitud de onda λ = 6000 Å, emite 12 W de radia 
ción electromagnética. El número aproximado 
de fotones emitidos por segundo es: 
A) 1,62 × 1019 B) 2,62 × 1019 
C) 3,62 × 1019 D) 4,62 × 1019 
E) 5,62 × 1019 
 
17. Una antena transmisora de radiofrecuencia 
(RF) está radiando con una intensidad que lle-
ga a una región con 0,08 W/m2. Determine la 
cantidad de fotones (en 1022) que llega a 1 cm2 
en dos minutos si la frecuencia del transmisor 
es de 98,1 MHz (radio onda cero). 
A) 5,48 B) 4,48 C) 3,48 
D) 2,48 E) 1,48 
 
18. En una placa de 0,1 m2; incide luz monocro- 
mática de longitud de onda λ = 663 μm; deter- 
mine el número de fotones (en 1011) que inci- 
den en la placa durante 3 s, si se sabe que la po- 
tencia por unidad de área, con la cual llega la 
luz es de 0,1 nW/m2 (h = 6,63x10-34 J.s) 
A) 1 B) 2 C) 20 
D) 4 E) 50 
 
19. Considerando que la intensidad de la radia-
ción solar sobre la superficie terrestre es 1,37 
W/m2 y que la radiación que llega tiene una 
longitud de onda λ = 550 nm. Determine el nú-
mero de fotones (en 1018) que aproximada-
mente llegan a una región de 0,3 m2 de área du-
rante 2 s. 
A) 1,27 B) 2,27 C) 3,27 
D) 4,27 E) 5,27 
 
20. En una placa de 0,5 m2 de superficie, incide 
luz monocromática de longitud de onda de 6,62 
× 10−7 m. Determine el número de fotones que 
incide en la placa durante 1 min, si se sabe que 
la potencia por unidad de área, con la cual llega 
la luz es de 10−8 W/m2 
A) 108 B) 109 C) 2×1010 
D) 2×1011 E) 1012 FINAL_2007-II 
 
EFECTO FOTOELÉCTRICO 
21. Respecto al efecto fotoeléctrico, identifique 
las proposiciones correctas: 
I. Fue observado por primera vez por Heinrich 
Hertz, en 1887. 
II. Es la emisión de radiación de un metal al bom-
bardearse con electrones muy energizados. 
III. Manifiesta el comportamiento ondulatorio 
de la luz. 
A) Solo I B) I y II C) solo IV 
D) solo III E) ninguna 
 
22. Respecto del efecto fotoeléctrico, señale 
verdadero (V) o falso (F): 
I. La función trabajo es la energía mínima de en 
lace entre el electrón y la placa fotoeléctrica. 
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Ec(max) 
0 
ν (1014 Hz) 
9,85 
• 
Ec(max) 
ν ν0 
• 
II. A mayor intensidad de la luz incidente sobre 
la placa, mayor es el número de fotoelectrones 
emitidos. 
III. La energía cinética de los fotoelectrones 
emitidos depende de la frecuencia de la radia-
ción incidente. 
A) FVF B) VFF C) FFV 
D) VFV E) VVV 
 
23. En el efecto fotoeléctrico se establece: 
I. La energía de los fotones incidentes debe ser 
mayor que el trabajo de extracción. 
II. En cualquier superficie metálica, la energía 
requerida para producir una emisión de elec-
trones es la misma. 
III. Si duplicamos la intensidad de los fotones 
incidentes se duplicará la energía cinética de los 
electrones emitidos. 
A) VVV B) VFF C) VFV 
D) FVF E) FVV UNI_2016-II 
 
24. La longitud de onda umbral del efecto foto- 
eléctrico de la plata es 262 nm, calcule la funci-
ón trabajo de la plata en eV. (1 eV = 1,6x10−19 J, 
1 nm = 10−9 m, h = 6,62x10−34 J.s, c = 3x108 
m/s) 
A) 1,73 B) 2,73 C) 3,73 
D) 4,73 E) 5,73 UNI_2009-I 
 
25. La función trabajo de cierto material es 2 eV. 
Calcule aproximadamente con que longitud de 
onda máxima (en nm) debe incidir una onda 
electromagnética sobre el material para que se 
produzca el efecto fotoeléctrico. Considere h = 
4,14×10−15 eV.s; c = 3×108 m/s 
A) 102 B) 416 C) 621 
D) 782 E) 916 UNI_2018-I26. Determine la energía cinética máxima, en eV, 
de los electrones emitidos por una superficie 
metálica cuando inciden fotones de longitud de 
onda λ = 200 nm. La energía mínima para ex 
traer un electrón es 4,21 eV. (h = 6,63×10−34 J.s; 
c = 3×108 m/s) 
A) 10,41 B) 6,21 C) 5,21 
D) 4,01 E) 2,01 
 
27. La función trabajo de un material es 1,668 
eV. Si sobre dicho material incide luz con una 
longitud de onda de 250 nm, halle la energía 
cinética máxima (en eV) de los fotoelectrones. 
(Considere h = 6,6x10– 34 J.s; c = 3×108 m/s) 
A) 3,3 B) 4,3 C) 5,3 
D) 6,6 E) 7,3 
28. La función trabajo del sodio es 2,3 eV. Halle 
la energía cinética máxima, en 10-19 J, de los fo-
toelectrones cuando luz de 2 000 Å incide sobre 
una superficie de sodio. (h = 6,626×10‒34 J.s y 
1eV=1,602×10‒19 J) 
A) 1,525 B) 3,685 C) 6,254 
D) 6,626 E) 9,939 FINAL_2011-II 
 
29. Un haz de luz ultravioleta con frecuencia de 
2×1015 Hz incide sobre un material cuya fun 
ción trabajo es de 3 eV. Halle la energía cinética 
de los fotoelectrones arrancados (en eV). 
A) 1,48 B) 2,58 C) 3,68 
D) 5,28 E) 7,28 
 
30. Al irradiar un haz de luz de longitud de on-
da λ = 1800 Å sobre una superficie metálica se 
liberan electrones con energía cinética máxima 
de 1,85 eV. Determine la frecuencia umbral (en 
1014 Hz). 
A) 7,9 B) 9,6 C) 12,2 
D) 14,4 E) 18,5 
 
31. La figura corresponde al efecto fotoeléctri-
co. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. La pendiente de la recta es h. 
II. La extrapolación de la recta si ν = 0 corres-
ponde a la función trabajo. 
III. La Ec(max) es directamente proporcional a la 
frecuencia ν. 
IV. Para frecuencias superiores a ν0 se produci-
rá el efecto fotoeléctrico 
A) VFVF 
 
B) VFFV 
 
C) FVVF 
 
D) VVVF 
 
E) FFFV 
 
32. En la gráfica se representa la Ec vs ν del alu-
minio durante el efecto fotoeléctrico, determine 
la energía cinética, en eV, de los fotoelectrones 
cuando la frecuencia incidente es 12×1014 Hz. 
A) 0,14 
B) 0,25 
C) 0,54 
D) 0,89 
E) 0,98 
 
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–1 
i(mA) 
λ = 600 nm 
V(V) 
–Vo 
i(mA) 
λ = 3300 Å 
V(V) 
33. La energía cinética máxima “E” de los foto-
electrones de cierto metal depende de la fre-
cuencia de la radiación que le incide según la 
gráfica adjunta. Determine el valor de “E” (en 
eV) (h = 4,14×10−15 eV.s) 
A) 0,83 
B) 0,63 
C) 0,53 
D) 0,43 
E) 0,33 
 
34. La figura muestra un resultado experimen-
tal de efecto fotoeléctrico. Halle aproximada-
mente (en eV) la función trabajo del metal. 
A) 1,07 
B) 1,54 
C) 2,08 
D) 2,80 
E) 3,05 
 
35. Halle el potencial de frenado Vo (en V) cuan 
do se ilumina una placa de potasio con una luz 
de longitud de 3300 Å, la función trabajo para el 
potasio es de 2 eV. 
A) 5,76 
B) 4,76 
C) 3,76 
D) 2,76 
E) 1,76 
 
36. En un experimento de efecto fotoeléctrico 
con un cierto material se observa que el poten- 
cial de frenado para luz de longitud de onda de 
600 nm es 1 V. Determine la función de trabajo 
del material en eV. (h = 4,136×10−15 eV.s; c = 
3×108 m/s) 
A) 0.87 B) 0,94 C) 1,00 
D) 1,07 E) 1,14 FINAL_2016-I 
 
37. El trabajo de extracción del cátodo metálico 
de una célula fotoeléctrica es 3,32 eV. Si sobre él 
incide radiación de longitud de onda 325 nm; 
calcule el potencial de frenado, en voltios. (h = 
6,63×10–34 J.s) 
A) 0,5 B) 0,3 C) 0,8 
D) 0,9 E) 1,5 
38. La energía mínima para que se desprenda 
electrones del potasio es 2 eV, suponiendo que 
sobre el potasio incide luz de 331,5 nm. Deter-
mine el voltaje de frenado, en V, para los fotoe-
lectrones más rápidos. (h = 6,63×10−34 J.s) 
A) 1,7 B) 1,5 C) 2,75 
D) 1,75 E) 3,75 
 
39. En un experimento de efecto fotoeléctrico se 
utiliza una placa de sodio y luz ultravioleta de 
frecuencia 3×1015 Hz. Sabiendo que la frecu-
encia umbral del sodio es 5,5×1014 Hz. Determi 
ne aproximadamente: 
I. La función trabajo del Na, en 10-20 J 
II. El potencial de frenado, en voltios. 
(h = 6,63×10−34 J.s; e = 1,602×10−19 C) 
A) 33,15; 10,14 B) 36,46; 10,14 
C) 36,46; 12,41 D) 38,63; 12,41 
E) 38,63; 13,41 UNI_2007-I 
 
40. La función trabajo del potasio es 2,3 eV. 
a) ¿Cuál es la energía cinética máxima (en eV) de 
los fotoelectrones cuando la superficie se 
ilumina con luz de longitud de onda de 400 nm? 
b) Si el potencial de frenado fuera de 0,6 V. ¿Cuál 
sería la longitud de onda de la radiación 
incidente (en nm) 
A) 0,8; 428 B) 5,4; 428 C) 0,8, 325 
D) 5,4; 325 E) 0,6; 248 
 
41. Se ilumina una superficie metálica con luz de 
780 nm de longitud de onda detectándose que 
se emiten electrones con una energía cinética 
máxima de 0,37 eV. ¿Cuál sería la energía cine-
tica máxima de los electrones en eV si se ilumina 
la superficie con luz de 410 nm? (h = 4,14 
×10−15 eV.s; c = 3×108 m/s) 
A) 0,74 B) 1,22 C) 1,81 
D) 3,03 E) 4,25 UNI_2007-II 
 
42. En un experimento fotoeléctrico se com-
prueba que la emisión de los fotoelectrones se 
inicia cuando la radiación luminosa recibida por 
la muestra tiene una longitud de onda de 681 
nm. Si luego se irradia la muestra con una luz 
cuya longitud de onda es 480 nm, determine la 
rapidez máxima de los fotoelectrones despren-
didos (en 105 m/s) 
A) 0,7 B) 1,8 C) 2,6 
D) 3,2 E) 5,2 
 
43. Sobre una misma placa metálica se realiza un 
experimento de efecto fotoeléctrico en que se 
hace incidir dos radiaciones A y B, pero en situa-
0,4 0,6 
Ek (eV) 
f (1015 Hz) 
E 
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ciones independientes. Si se construye una gráfi 
ca de la corriente fotoeléctrica versus el voltaje 
aplicado, como se muestra, indique verdadero 
(V) o falso (F) según corresponda y elija la se-
cuencia correcta. 
I. El voltaje de frenado para la radiación A es 
mayor que el voltaje para la radiación B. 
II. La frecuencia de las radiaciones A y B son 
iguales. 
III. La intensidad de las radiaciones A y B son 
iguales. 
A) FVF 
B) VVF 
C) FFV 
D) VFF 
E) VFV 
 
44. Se tiene tres haces de luz de colores azul, 
verde y rojo, todos de la misma intensidad. Al 
efectuar el efecto fotoeléctrico sobre el mismo 
material, le aplicamos un voltaje de frenado Vf a 
cada haz de electrones. Señale la gráfica que 
mejor representa dicho proceso. (R → rojo, V → 
verde, A → azul) 
 
A) B) 
 
 
 
 
 
C) D) 
 
 
 
 
 
E) 
 
 
UNI 2010-II 
 
RAYOS X 
45. Respecto a los rayos X, señale la verdad (V) 
o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: 
I. Son electrones altamente energizados por lo 
que pueden atravesar un campo magnético sin 
ser desviados. 
II. Son radiaciones electromagnéticas cuya lon-
gitud de onda está comprendida entre 10–8 m y 
10–12 m. 
III. Se generan por desaceleración de electrones 
muy veloces al chocar contra un blanco metálico 
A) VVV B) VFV C) FVF 
D) FFV E) FVV 
 
46. Respecto a la generación de rayos X, iden-
tifique la veracidad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones: 
I. En el camino de los electrones hacia el blanco 
metálico se aumenta el voltaje para frenarlos. 
II. A mayor energía del electrón incidente se ob-
tendrá un rayo X de mayor longitud de onda. 
III. Si después del impacto el electrón conserva 
parte de su energía cinética, no podrá salir nin-
gún fotón X. 
A) VVV B) FFF C) FVF 
D) FVV E) FFV 
 
47. En un tubo de rayos X los electrones son 
acelerados mediante una diferencia de potencial 
de 60 kV. Calcule la longitud de onda mínima (en 
Å), del espectro continuo de rayos X que emite 
este tubo. (h = 6,626×10−34 J.s; c = 3×108 m/s; 
e = 1,6×10−19 C; 1 Å = 10−10 m) 
A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3 
D) 0,4 E) 0,5 UNI_2018-II 
 
48. Las imágenes de los televisores convencio- 
nales se generan en tubos de rayos catódicos 
que operan a diferencias de potencial de varios 
kV. Calcule la mínima longitud de onda (en nm) 
delos rayos X producidos por un tubo de 
televisión que funciona a 15 kV. (h = 6,63×10−34 
J.s; e = 1,6×10−19 C; c = 3×108 m/s) 
A) 0,0276 B) 0,0829 C) 0,2763 
D) 0,6633 E) 0,8289 UNI 2006-I 
 
49. La figura muestra el espectro producido por 
un generador de rayos x. Calcule aproximada-
mente el voltaje acelerador (en kV) en el tubo de 
rayos X. h = 6,626×10−34 J.s; e = 1,6×10−19 
C; c = 3×108 m/s 
A) 5 
B) 10 
C) 15 
D) 20 
E) 30 
FINAL_2018-I 
 
50. La figura muestra la distribución espectral 
de la emisión continua de rayos X. Determine 
(en nm) la longitud de onda umbral (λo) si el 
voltaje acelerador de los electrones es 62,1 kV. 
I 
λ (nm) 
0,041 
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A) 0,02 
 
B) 0,04 
 
C) 0,06 
 
D) 0,08 
 
E) 0,12 
 
 
 
 
 
 
 
 
I (W/m2) 
λ (nm) 
λo