Guía 5 - Física 2

Vista previa del material en texto

1 
 
Guía 5: Efecto fotoeléctrico y Fenómeno Compton 
Asignatura: Física 2 (Biotecnología) 
Docente (Teórica): Dr. BRIAN WUNDHEILER (brian.wundheiler@iteda.cnea.gov.ar) 
Docente (Practica): Dr. DIEGO MELO (diego.melo@iteda.cnea.gov.ar) 
Día/Horario: Miércoles, 16 hs a 22 hs 
Problema 1: Una superficie de sodio se ilumina con luz que tiene una longitud de onda de 300 nm. 
La función de trabajo para el metal sodio es 2.46 eV. a) Encuentre la energía cinética máxima de los 
fotoelectrones expulsados. b) Encuentre la longitud de onda de corte c para el sodio. 
 
Problema 2: El molibdeno tiene una función trabajo de 4.2 eV. a) Determine la longitud de onda y 
la frecuencia de corte para el efecto fotoeléctrico. b) ¿Cual es el potencial de frenado si la luz 
incidente tiene una longitud de onda de 180 nm?. 
 
Problema 3: Dos fuentes luminosas se usan en un experimento fotoeléctrico para determinar la 
función de trabajo de una superficie metálica particular. Cuando se usa luz verde de una lámpara de 
mercurio ( = 546.1 nm), un potencial de frenado de 0.376 V reduce la fotocorriente a cero. a) Según 
esta medición, ¿cuál es la función trabajo para este metal?. b) ¿Que potencial de frenado se observa 
cuando se usa luz amarilla de un tubo de descarga de helio ( = 587.5 nm)?. 
 
Problema 4: El litio, el berilio y el mercurio tienen funciones trabajo de 2.3 eV, 3.9 eV y 4.5 eV, 
respectivamente. Sobre cada uno de estos metales incide una luz con una longitud de onda de 400 
nm. Determine: a) ¿Cuál de estos metales muestra el efecto fotoeléctrico?. Explique su 
razonamiento. b) Encuentre la energía cinética máxima de los fotoelectrones en cada caso. 
 
Problema 5: De un bloque de material se dispersan rayos X con longitud de onda c = 0.2 nm. Los 
rayos X dispersados se observan en un ángulo de 450 con el haz incidente. Calcule su longitud de 
onda. 
 
Problema 6: Rayos X con una longitud de onda de 120 pm se someten a dispersión Compton. a) 
Encuentre las longitudes de onda de los fotones dispersados con ángulos de 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 
150° y 180°. b) Encuentre la energía del electrón dispersado en cada caso. c) ¿Cuál de los ángulos 
de dispersión proporciona al electrón la mayor energía?. Explique si podría responder esta pregunta 
sin hacer cálculo alguno. 
 
Problema 7: Un fotón de 0.0016 nm se dispersa de un electrón libre. ¿Para qué (fotón) ángulo de 
dispersión del electrón en retroceso tiene una energía cinética igual a la energía del fotón disperso?. 
 
Problema 8: Un fotón con una longitud de onda  se dispersa por un electrón libre en el punto A, 
tal como se ilustra en la figura, y produce un segundo fotón con una longitud de onda ’. Este fotón 
a su vez se dispersa por colisión con otro electrón libre en el punto B, produciendo un tercer fotón 
de longitud de onda ’’ y que se mueve en una dirección directamente opuesta a la del fotón original, 
como se muestra en la figura. Determine el valor numérico de Δ = ’’ - . 
 
2