FISICA MODERNA
ACTIVIDAD FASE II
ACTIVIDAD No. 1
Una estrella “supergigante” (como las que explotan dejando agujeros negros) tiene una temperatura de T en la superficie, y una luminosidad visual X veces mayor que la de nuestro sol. Nuestro sol irradia a una razón de 3,86 × 1026W (la luminosidad visual es la potencia total irradiada a longitudes de onda visible).
a) Suponiendo que la estrella se comporta como un cuerpo negro, ¿cuál es la longitud de onda principal que irradia? (De la respuesta en nm).
b) ¿es visible la luz?
c) Si suponemos que la potencia irradiada por la estrella es X veces mayor que la de nuestro sol. ¿cuál es el radio de la estrella?
d) Compruebe el resultado del ítem a) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe).
Una estrella “supergigante” (como las que explotan dejando agujeros negros) tiene una temperatura de T en la superficie, y una luminosidad visual X veces mayor que la de nuestro sol. Nuestro sol irradia a una razón de 3,86 × 1026W (la luminosidad visual es la potencia total irradiada a longitudes de onda visible).
a) Suponiendo que la estrella se comporta como un cuerpo negro, ¿cuál es la longitud de onda principal que irradia? (De la respuesta en nm).
b) ¿es visible la luz?
c) Si suponemos que la potencia irradiada por la estrella es X veces mayor que la de nuestro sol. ¿cuál es el radio de la estrella?
d) Compruebe el resultado del ítem a) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe).
ACTIVIDAD No. 2
Se ha detectado radiación procedente del espacio, que es característica de un radiador ideal (cuerpo negro) a una temperatura T (ésta radiación es una reliquia del Big-Bang del principio del Universo).
a) Para dicha temperatura, ¿cuál es la longitud de radiación máxima? (De la respuesta en nm).
b) ¿En qué parte del espectro electromagnético esta esa longitud de onda? (muestre una imagen del espectro electromagnético donde se encontraría).
ACTIVIDAD No. 3
Haciendo uso del simulador 3, obtenga para cada valor de temperatura T:
a) La energía total emitida que aparece en el simulador, es decir ET, exprese dicho valor en unidades de [W⁄m2]. (Anexe una imagen en el informe de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos).
b) La longitud de onda máxima λmax, exprese dicho valor en metros. (Anexe una imagen en el informe de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos).
c) Con los datos obtenidos grafique la cuarta potencia de la temperatura vs la energía total emitida, (utilice Excel para hacer la gráfica):
d) Con los datos obtenidos grafique el inverso de la temperatura vs la longitud de onda, (utilice Excel para hacer la gráfica):
e) Obtenga ya sea mediante Excel o de manera manual la pendiente de las dos gráficas.
f) A partir de las pendientes encontradas, ¿qué representa cada pendiente?
ACTIVIDAD No. 4
Antes de iniciar esta actividad, es fundamental que identifique claramente que es la longitud de onda de corte y la frecuencia de corte para el efecto fotoeléctrico.
a) Seleccione un material y a partir de las funciones de trabajo que se dan a continuación establezca la longitud de onda de corte teórica en nm (mostrar el paso a paso del cálculo en el informe).
b) Para el material seleccionado y utilizando el simulador del efecto fotoeléctrico encuentre la longitud de onda de corte experimental, recuerde que esta corresponde justo al límite donde empieza el desprendimiento de electrones. (Para este punto utilice una intensidad 6 y anexe la imagen en el informe). En caso de haber diferencia entre el valor teórico y el valor experimental encuentre el error relativo porcentual.
c) Interactúe con el simulador y teniendo claro la longitud de onda de corte experimental para la el material seleccionado, conteste la siguiente pregunta (Anexe imágenes que sustenten sus respuestas):
¿De qué depende el desprendimiento de electrones? ¿Cómo afecta la intensidad en el desprendimiento de electrones?
ACTIVIDAD No. 5
Un fotón incidente de rayos x, de Z picómetros de longitud de onda, se dispersa a ángulo θ al chocar con un electrón libre que inicialmente esta en reposo.
a) ¿Cuál es la magnitud de la cantidad de movimiento del fotón dispersado?
b) ¿Cuál es la energía cinética del electrón, después de haber dispersado el fotón?
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