Formato Word Tarea 3-unidad 2.docx

FÍSICA MODERNA TAREA 3- TRABAJO COLABORATIVO-UNIDAD 2 UNIDAD No 2 Presentado a: ANGELO ALBANO REYES Tutor Entregado por:

HEYNER SAMIR SILVA (Estudiante 1) Código: 5825792 ELDIS CORTES BRICEÑO (Estudiante 3) Código: 1110.510.171 JOSE ARTURO VARON M (Estudiante 4) Código: Código: XXXXX JONATHAN RODRIGO GARIBELLO(Estudiante 5) Código: XXXXX Grupo: 299003_18 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA 31-10-2017 IBAGUE

INTRODUCCIÓN

Esta actividad correspondiente al trabajo colaborativo Unidad 2: Tarea 3 - Conceptos intermedios de la Física Moderna, se desarrolló con los aporte de cada uno de los participantes y los resultado de las 5 actividades, basadas en el conocimiento adquirido en la unidad 2 de partículas y ondas. En el cual se desarrollara las respectivas simulaciones que dejan ver el comportamiento de un cuerpo negro, la longitud de onda y el tipo de luz al que pertenece, al igual que como funciona el efecto fotoeléctrico.

MARCO TEÓRICO

TRABAJO COLABORATIVO DE LA UNIDAD 2: ACTIVIDAD 1 Ejercicio No 1. Estudiante Estudiante que HEYNER SAMIR SILVA que realiza revisa el el ejercicio: ejercicio: 2 Suponga que un cuerpo negro con X cm de superficie y con una temperatura de T K. a) ¿Cuánta potencia irradia? Exprese la respuesta en W. b) ¿A qué longitud de onda irradia con una máxima intensidad? Exprese la respuesta en nm. c) Compruebe el resultado del ítem b) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe). Ésta actividad de simulación (ítem c) es la PRÁCTICA 1 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga la respectiva simulación. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

DATOS X T

45𝑐𝑚2 4763𝑘

RESPUESTAS A . B . C .

Desarrollo del ejercicio e imagen de la simulación

Explic ación y/o justific ación y/o regla utiliza da en el proces o realiza do:

Solución:

Supong

𝑋 = 45𝑐𝑚2

a

𝑇 = 4763𝑘

un

Utilizamos ley de Stefan.

cuerpo

que

P=131316. 0766W

negro

2.898𝑥10−3 𝑚𝑘 𝑃 = 𝜎𝐴𝑒𝑇 4

con

λmax=0.60 8nm

cm2 de superfic

Valores 𝜎 = 5.67𝑥10−8

X

𝑊 𝑚2 𝑘 4

ie y con una

𝑒=1

tempera

𝑇 = 4763𝑘

tura de

𝐴 = 45𝑐𝑚2

T K. ¿A qué longitu

𝑃 = (5.67𝑥10−8

𝑊 ) (0.0045𝑚2 )(1)(4763𝑘)4 𝑚2 𝑘 4

d de onda irradia

𝑃=

(5.67𝑥10−8

𝑊)(0.0045)(1)(4763)

4

con una máxima

𝑃 = 131316.0766𝑊

intensid ad? Exprese la respues ta en

𝜆𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑇 = 𝑏

nm.

𝑏 = 2.898𝑥10−3 𝑚𝑘

Aplica mos ley

−3

𝜆𝑚𝑎𝑥 =

2.898 ∗ 10 𝑚𝑘 4763𝑘

wien

𝜆𝑚𝑎𝑥 = 0.608𝑛𝑚 Como el área esta dado en 𝑐𝑚2 lo pasamo s a 𝑚2

Sustitui mos valores Despeja mos y sustitui mos valores Donde 𝑏= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 2.

Ejercicio No 3. Estudiante que Estudiante realiza el ELDIS DE JESUS CORTES que revisa el ejercicio: ejercicio: 2 Suponga que un cuerpo negro con X cm de superficie y con una temperatura de T K. a) ¿Cuánta potencia irradia? Exprese la respuesta en W. b) ¿A qué longitud de onda irradia con una máxima intensidad? Exprese la respuesta en nm. c) Compruebe el resultado del ítem b) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe). Ésta actividad de simulación (ítem c) es la PRÁCTICA 1 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga la respectiva simulación. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio e imagen de la simulación

Explicació n y/o justificaci ón y/o regla utilizada en el

proceso realizado: DATOS X

2

56 𝐶𝑚 7262 𝐾

T

RESPUESTAS A . B .

C .

𝑃 = 0.000230583024 𝑊 𝜆𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑇 = 2.898 ∗ 10−3 𝑚𝐾

𝑃 = 𝜎Α𝑒𝑇 4 𝑃=𝑥 𝐴 = 56 𝑐𝑚2 = 0.56𝑚2 𝑒=1 𝑇 4 = 7262 °𝐾 𝑊 𝜎 = 5.67𝑥10−8 2 4 𝑚 𝐾 𝑊 −8 𝑃 = [5.67 ∗ 10 ] ∗ 0.56𝑚2 ∗ 1 ∗ 7262𝐾 4 𝑚2 𝐾 4 𝑃 = 0.000230583024 𝑊

𝜆𝑚𝑎𝑥 = 3.9906 𝑛𝑚

−3

𝜆𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑇 = 2.898 ∗ 10 𝑚𝐾

Ley de StefanBoltzmann Usamos la ley de desplazami ento de wien Se realiza la simulacion

2.898 ∗ 10−3 𝑚𝐾 7262 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 3.9906 𝑛𝑚

𝜆𝑚𝑎𝑥 =

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 4. Estudiant e que realiza el ejercicio:

JOSE ARTURO VARON

Estudiante que revisa el ejercicio:

Suponga que un cuerpo negro con X cm2 de superficie y con una temperatura de T K. a) ¿Cuánta potencia irradia? Exprese la respuesta en W. b) ¿A qué longitud de onda irradia con una máxima intensidad? Exprese la respuesta en nm. c) Compruebe el resultado del ítem b) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe). Ésta actividad de simulación (ítem c) es la PRÁCTICA 1 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga la respectiva simulación. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo. Explicación y/o justificación Desarrollo del ejercicio e imagen de la Datos del ejercicio y/o regla simulación utilizada en el proceso realizado: DATOS X T

2

70 𝐶𝑚 21879 𝐾

RESPUESTAS A. B. C.

𝑃 = 0.00086837751 𝑊

2.898 ∗ 10−3 𝑚𝐾 λmax=132.3 mn

𝑃 = 𝜎Α𝑒𝑇 4 𝑃=𝑥 𝐴 = 70 𝑐𝑚2 = 0.7𝑚2 𝑒=1 𝑇 4 = 21879 °𝐾 𝑊 𝜎 = 5.67𝑥10−8 2 4 𝑚 𝐾 𝑊 𝑃 = [5.67 ∗ 10−8 2 4 ] ∗ 0.7𝑚2 ∗ 1 ∗ 21879𝐾 4 𝑚 𝐾 𝑃 = 0.00086837751 𝑊 𝜆𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑇 = 2.898 ∗ 10−3 𝑚𝐾 2.898 ∗ 10−3 𝑚𝐾 21879 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 1.324𝑛𝑚

𝜆𝑚𝑎𝑥 =

a). Aplicamos la ley de Stefan Boltzmann b). Aplicamos la ley de desplazamie nto de Wien C) simulacion

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 5. Estudiante Estudiante que JONATHAN RODRIGO que realiza revisa el GARIBELLO el ejercicio: ejercicio: Suponga que un cuerpo negro con X cm2 de superficie y con una temperatura de T K. a) ¿Cuánta potencia irradia? Exprese la respuesta en W. b) ¿A qué longitud de onda irradia con una máxima intensidad? Exprese la respuesta en nm. c) Compruebe el resultado del ítem b) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe). Ésta actividad de simulación (ítem c) es la PRÁCTICA 1 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga la respectiva simulación. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

DATOS X

60

T

3059

RESPUESTAS A.

B.

C.

ρ = 2,978 ∗ 104 𝑊

Desarrollo del ejercicio e imagen de la simulación

a) Datos

Para solucionar 2

X=60𝑐𝑚 = 𝐴 = 0,0060 𝑚

ejercicio

T= 3059 k 𝜎 = 5,67𝑥108 𝑊⁄𝑚2 ∗ 𝐾 4

ρ = (5,67 ∗ 10−8

𝑊 𝑚2

el

2

∗𝐾

4

la

fórmula

de

Para solucionar

)(0,0060𝑚2 )(1) (3059𝑘)4

ρ = (5,67 ∗ 10−8 𝑊)(0,0060)(1)(3059)

utilizamos

potencia

𝜆𝑚𝑎𝑥 Reemplazamos los datos que tenemos en la ecuación = 947,36𝑛𝑚 ρ = σAe𝑇 4 947,0nm

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

4

ρ = 29788.74572W ρ = 2,978 ∗ 104 𝑊

b) para este ejercicio utilizamos los siguientes datos

el

ejercicio utilizamos

la

fórmula

de

potencia ρ = σAe𝑇 4

las variables a reemplazar en

T= 3059 k

la

𝑏 = 0,00289𝑚𝐾

son

Aplicamos la fórmula de la ley de Wien:

𝜎 Es la constante 𝑆𝑡𝑒𝑓𝑎𝑛 − 𝐵𝑜𝑙𝑡𝑧𝑚𝑎𝑛𝑛

𝜆𝑚𝑎𝑥 =

𝜆𝑚𝑎𝑥 = 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 𝜆𝑚𝑎𝑥

𝑏 𝑇

0.0028976 mKT 𝑇

ecuación

-

2.898 ∗ 10−3 mKT 𝑇

2.898 ∗ 10−3 mKT = = 0.0000947368𝑚 3059 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 9,47368 ∗ 10−7 𝑚 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 947,36 𝑛𝑚

-

c)

-

𝐴 área de la superfi cie del objeto en metros cuadra dos, 𝑒 emisivi dad de la superfi cie (En el caso de un cuerpo negro, el valor de emisivi dad es 𝑒 = 1) 𝑇 temper atura de la superfi cie en grados kelvin.

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

ACTIVIDAD 2 Ejercicio No 1. Estudiante que revisa HEYNER SAMIR SILVA el ejercicio: ¿Cuál es la máxima energía cinética de los electrones expulsados de un material con una función de trabajo de 𝑭 eV cuando se ilumina con luz de longitud de onda de 𝝀 nm? Exprese el resultado en eV. Estudiante que realiza el ejercicio:

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Tenemos los siguientes datos

Donde h es la constante

∅ = 𝐹 = 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = 4.56𝑒𝑉

de Planck y para la

𝜆 = 141𝑛𝑚

rapidez o velocidad de

ℎ = 4.136 ∗ 10−15 𝑒𝑉. 𝑠

la luz aproxímelo a

𝐾𝑚𝑎𝑥

ℎ𝑐 = 1240 ∗ 10−6 𝑒𝑉

𝟑×𝟏𝟎𝟖𝒎/𝒔

= 4.234326241𝑒𝑉

𝑐 = 3 ∗ 108 𝑚/𝑠

Utilizamos la siguiente

DATOS 𝑭 𝝀

4.56𝑒𝑉 141𝑛𝑚

RESPUESTAS A.

𝐸𝑓 = ℎ𝑓 =

formula de la energía

ℎ𝑐 𝜆

del fotón −6

𝐸𝑓 = ℎ𝑓 =

1240 ∗ 10 𝑒𝑉 141 ∗ 10−6

𝐸𝑓 = ℎ𝑓 = 8.794326241𝑒𝑉

Remplazamos Como ya calculamos la energía del fotón, ahora procedemos a utilizar la siguiente formula:

𝐾𝑚𝑎𝑥 = 8.794326241𝑒𝑉 − 4.56𝑒𝑉 𝐾𝑚𝑎𝑥 = 4.234326241𝑒𝑉

𝐸𝑓 =∅ + 𝐾𝑚𝑎𝑥 𝑜 𝐾𝑚𝑎𝑥 = ℎ𝑓 −∅ 𝑜 𝐾𝑚𝑎𝑥 ℎ𝑐 = −∅ 𝜆 Utilizamos cualquiera de estas fórmulas y queda así:

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 2. Ejercicio No 3. Estudiante que revisa el ejercicio: ¿Cuál es la máxima energía cinética de los electrones expulsados de un material con una función de trabajo de 𝑭 eV cuando se ilumina con luz de longitud de onda de 𝝀 nm? Exprese el resultado en eV. Estudiante que realiza el ejercicio:

Datos del ejercicio

𝝀

5.47𝑒𝑉 114𝑛𝑚

RESPUESTAS A.

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

∅ = 𝐹 = 5.47𝑒𝑉

DATOS 𝑭

ELDIS DE JESUS CORTES

−4.478226186𝑒𝑉

Utilizamos la

𝜆 = 114𝑛𝑚

siguiente formula de

ℎ = 4.136 ∗ 10−15 𝑒𝑉. 𝑠

la energía del fotón

ℎ𝑐 = 1240 𝑋 10−6 𝑒𝑉 𝑐 = 3𝑋 108 𝑚/𝑠 Utilizamos la siguiente formula de la energía del

Y se utiliza la formula

fotón 𝐸𝑓 = ℎ𝑓 = 𝐸𝑓 = ℎ𝑓 =

ℎ𝑐 𝜆 1240 𝑋 10−6 𝑒𝑉 114 𝑋 10−6

𝐸𝑓 = ℎ𝑓 0.09177381399𝑒𝑉 𝐸𝑓 = ∅ + 𝐾𝑚𝑎𝑥

𝑜

𝐾𝑚𝑎𝑥

= ℎ𝑓 − ∅ =

𝑜

𝐾𝑚𝑎𝑥

ℎ𝑐 −∅ 𝜆

𝐾𝑚𝑎𝑥 = 0.09177381399𝑉 − 4.57𝑒𝑉 𝐾𝑚𝑎𝑥 = −4.478226186𝑒𝑉

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 4. Estudiante que revisa el ejercicio: ¿Cuál es la máxima energía cinética de los electrones expulsados de un material con una función de trabajo de 𝑭 eV cuando se ilumina con luz de longitud de onda de 𝝀 nm? Exprese el resultado en eV. Estudiante que realiza el ejercicio:

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

∅ = 𝐹 = 5.51𝑒𝑉

DATOS 𝑭

119

𝝀

5.51

RESPUESTAS A.

JOSE ARTURO VARON

33694.7541106𝑒𝑉

Utilizamos la

𝜆 = 119 𝑛𝑚

siguiente formula de

ℎ = 4.136 ∗ 10−15 𝑒𝑉. 𝑠

la energía del fotón

ℎ𝑐 = 1240 𝑋 10−6 𝑒𝑉 𝑐 = 3𝑋 108 𝑚/𝑠 Utilizamos la siguiente formula de la energía

Y se utiliza la formula

del fotón 𝐸𝑓 = ℎ𝑓 = 𝐸𝑓 = ℎ𝑓 =

ℎ𝑐 𝜆 1240 𝑋 10−6 𝑒𝑉 119 𝑋 10−6

𝐸𝑓 = ℎ𝑓 33699.3241106𝑒𝑉 𝐸𝑓 = ∅ + 𝐾𝑚𝑎𝑥

𝑜

𝐾𝑚𝑎𝑥

= ℎ𝑓 − ∅ =

𝑜

𝐾𝑚𝑎𝑥

ℎ𝑐 −∅ 𝜆

𝐾𝑚𝑎𝑥 = 33699.3241106𝑒𝑉 − 4.57𝑒𝑉 𝐾𝑚𝑎𝑥 = 33694.7541106𝑒𝑉 Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 1.

ACTIVIDAD 3

Estudian te que Estudiante que HEYNER SAMIR SILVA realiza el revisa el ejercicio ejercicio: : 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? Ésta actividad es la PRÁCTICA 2 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga las respectivas simulaciones. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo. Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Explicació n y/o justificaci ón y/o

regla utilizada en el proceso realizado: DAT OS Dato 1 Dato 2 Dato 3 Dato 4 Dato 5

𝐓

57 96 51 54 41 51 52 19 52 68

Dato

T[K] con que se trabajó

𝝀𝒎𝒂𝒙 [𝒎]

𝑬𝑻 [𝑾⁄ 𝟐 ] 𝒎

a) La ener

1 2 3 4 5

gía total emit ida

Imagen de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos.



La energía total emitida que aparece en el simulador, es decir

apar

𝐸𝑇, exprese dicho valor en unidades de [𝑊⁄𝑚2]. (Anexe una

ece

imagen en el informe de una sola simulación para cualquiera de

en el

los 5 datos).

simu N°

T(K)

Energía total

Energía total 𝑊⁄𝑚2

1

5796

64 M𝑊⁄𝑚2

2

5154

40 M𝑊⁄𝑚2

40000000 𝑊⁄𝒎𝟐

3

4151

16.8 M𝑊⁄𝑚2

16800000 𝑊⁄𝒎𝟐

4

5219

42.1 M𝑊⁄𝑚2

42100000 𝑊⁄𝒎𝟐

5

5268

43.7 M𝑊⁄𝑚

2

lado r, es deci

64000000 𝑊⁄𝒎𝟐

43700000 𝑊⁄𝒎

r 𝐸𝑇, expr ese dich o valo r en unid

𝟐

Gráfica 1:



que

Imagen de simulación para el valor de temperatura 5154K:

ades de [𝑊⁄ 𝑚2]. (An

exe una ima gen en el infor me de una sola Gráfica 2:

simu



Imagen de simulación para el valor de temperatura 5154K:



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).

lació n para cual quie

N°

T(K)

𝜆𝑚𝑎𝑥

𝜆𝑚𝑎𝑥(m)

(simulador) 1

5796

500nm

ra de

−𝟕

𝟓, 𝟎 ∗ 𝟏𝟎 𝒎 −𝟕

los 5

2

5154

562nm

𝟓, 𝟔𝟐 ∗ 𝟏𝟎 𝒎

dato

3

4151

698nm

𝟓, 𝟗𝟖 ∗ 𝟏𝟎−𝟕 𝒎

s).

4

5219

555nm

𝟓, 𝟓𝟓 ∗ 𝟏𝟎−𝟕 𝒎

b) Ima

5

5268

550nm

𝟓, 𝟓 ∗ 𝟏𝟎−𝟕 𝒎

gen de simu lació n para el valo r de tem

pera tura 515 4K:

Pendiente 1:

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):

Pendiente 2:

e) Con los datos obtenidos grafique el inverso de la temperatura vs la longitud de onda, (utilice Excel para hacer la gráfica):

primera grafica de excel

A partir de esta forma de ecuación sacamos la pendiente donde m siempre es la pendiente: y=mx+b Por lo tanto la pendiente =-4E+06

.Repuesta pregunta: ¿Qué significa cada pendiente? A partir de esta forma de ecuación sacamos la pendiente donde m siempre es la pendiente: y=mx+b Por lo tanto la pendiente = 9,3 f) A partir de las pendientes encontradas, ¿qué representa cada pendiente? Solución: La pendiente representa la diferencia de las y sobre las x; para el primer caso es la energía total sobre la cuarta potencia de la temperatura y para el segundo caso es la longitud de onda sobre el inverso de la temperatura Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 2. Ejercicio No 3. Estudiant Estudiante que e que revisa el realiza el ELDIS DE JESUS CORTES ejercicio: ejercicio: 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? Ésta actividad es la PRÁCTICA 2 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga las respectivas simulaciones. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

DAT OS Dato 1 Dato 2 Dato 3

Explicac ión y/o justifica ción y/o regla utilizad a en el proceso realizad o:

Desarrollo del ejercicio

𝐓

Dato

559 7 509 7 403 3

1 2 3 4 5

T[K] con que se trabajó

𝑬𝑻 [𝑾⁄ 𝟐 ] 𝒎

𝝀𝒎𝒂𝒙 [𝒎]

Dato 4 Dato 5

552 5 490 5

Imagen de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos. Gráfica 1:

a). Temperatura °K 5579 5097 4033 5525 4905

ET[W/m^2] 5.49*10^7 3.82*10^7 1.5*10^7 5.27*10^7 3.28*10^7

Gráfica 2:

b). Temperatura °K 5579 5097 4033 5525 4905

Pendiente 1:

λmax 5.19*10^-7 5.68*10^-7 7.19*10^-7 5.24*10^-7 5.91*10^-7

T4 (5579)4= 9.68*1014 (5097)4= 6.75*1014 (4033)4= 2.64*1014 (5525)4= 9.32*1014 (4905)4= 5.79*1014

ET[W/m^2] 5.49*10^7 3.82*10^7 1.5*10^7 5.27*10^7 3.28*10^7

T4(K) vs ET(W/m2)

Energia total emitida

6.00E+07 5.00E+07 4.00E+07 3.00E+07 2.00E+07 1.00E+07 0.00E+00 9.68E+14

6.75E+14

2.64E+14

9.32E+14

5.79E+14

Cuarta potencia de temperatura

Pendiente 2:

d). 𝟏 𝑻 𝟏 = 𝟏. 𝟕𝟗𝟐𝟒 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝟓𝟓𝟕𝟗 𝟏 = 𝟏. 𝟗𝟔𝟏𝟗 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝟓𝟎𝟗𝟕 𝟏 = 𝟐. 𝟒𝟕𝟗𝟓 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝟒𝟎𝟑𝟑

λmax 5.19*10^-7 5.68*10^-7 7.19*10^-7

𝟏 = 𝟏. 𝟖𝟎𝟗𝟗 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝟓𝟓𝟐𝟓 𝟏 = 𝟐. 𝟎𝟑𝟖𝟕 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝟒𝟗𝟎𝟓

5.24*10^-7 5.91*10^-7

1/T (K) vs λmax[m] 3.00E-04

Longitud de onda

2.50E-04 2.00E-04 1.50E-04 1.00E-04

5.00E-05 0.00E+00 1.79E-04

1.96E-04

2.48E-04

1.81E-04

Inverso de temperatura

e).

2.04E-04

Grafica 1.

Grafica 2.

Repuesta pregunta: ¿Qué significa cada pendiente? 5.6575 1x𝟏𝟎−𝟗 0.00291222 Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) : x

Ejercicio No 4. Estudiant e que Estudiante que realiza el JOSE ARTURO VARON revisa el ejercicio: ejercicio: 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? Ésta actividad es la PRÁCTICA 2 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga las respectivas simulaciones. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Explicaci ón y/o justificac ión y/o regla utilizada en el proceso realizado :

DATO S Dato 1

Dato

𝐓

T[K] con que se trabajó

𝝀𝒎𝒂𝒙 [𝒎]

𝑬𝑻 [𝑾⁄ 𝟐 ] 𝒎

1 2 3 4 5

Dato 2 Dato 3 Dato 4 Dato 5

Imagen de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos.

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? R/= a). Temperatur 4006 4826 5397 4938 5511 a °K (4003) (4824) (5394) (4934.5) (5510.5) ET[W/m2] 1.46*10 3.07*10 4.8*10 3.36*10 5.23*10 7

b).

7

7

7

7

Temperatura 4006 °K 7.24*10𝜆𝑚𝑎𝑥 [m] 7

4826 6.0*107

5397

4938

5.37*10- 5.86*107

7

Gráfica 1:

c). T4 2.57*1014 (4826)4= 5.42*1014 (5397)4= 8.48*1014 (4938)4= 5.94*1014 (5511)4= 9.22*1014 (4006)4=

ET 1.46*107 3.07*107 4.8*107 3.36*107 5.23*107

5511 5.26*107

T4(K) vs ET(W/m2)

Energia total emitida

6.00E+07 5.00E+07 4.00E+07 3.00E+07 2.00E+07 1.00E+07 0.00E+00 2.57E+14

5.42E+14

8.48E+14

5.94E+14

Cuarta potencia de temperatura

Gráfica 2:

d). 1 4006

1 𝑇 = 2.4962 ∗ 10−4

1 = 2.0721 ∗ 10−4 4826 1 = 1.8528 ∗ 10−4 5397 1 = 2.0251 ∗ 10−4 4938 1 = 1.8145 ∗ 10−4 5511

𝜆max[𝑚] 7.24*10-7 6.0*10-7 5.37*10-7 5.86*10-7 5.26*10-7

9.22E+14

1/T (K) vs λmax[m] 3.00E-04

Longitud de onda

2.50E-04 2.00E-04 1.50E-04 1.00E-04 5.00E-05 0.00E+00 2.50E-04

2.07E-04

1.85E-04

2.03E-04

Inverso de temperatura

Pendiente 1:

1.81E-04

Pendiente 2:

Repuesta pregunta: ¿Qué significa cada pendiente?

La grafica 1 tiene pendiente positiva y es igual a 5.66442 ∗ 10−8 lo que implica que hay una relación creciente respecto a las variables allí involucradas. La grafica 2 tiene pendiente positiva y es igual a 0.00290586 lo que implica que hay una relación creciente respecto a las variables allí involucradas. Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 5.

ACTIVIDAD 4 Ejercicio No 3. Estudiante Estudiante que realiza el que revisa el ejercicio: ELDIS DE JESUS CORTES ejercicio: 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) y explique qué entiende por longitud de onda de corte. 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 mayor al 50% 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.

Material

Funciones de trabajo (𝝓) en eV

Longitud de onda de corte teórica [nm].

Longitud de onda de corte experimental [nm].

Error relativo porcentual.

𝑵𝒂 𝒁𝒏 𝑪𝒖 𝑷𝒕 𝑪𝒂

𝟐, 𝟑𝟔 𝟒, 𝟑 𝟒, 𝟕 𝟓, 𝟗𝟑 𝟐, 𝟖𝟕

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? d) Para el material seleccionado, identifique en el simulador la gráfica “ENERGÍA DE ELECTRÓN FRENTE A FRECUENCIA LUMÍNICA” y a partir de ella encuentre la constante de Planck y la función de trabajo experimental, con su respectivo error porcentual. Para lo anterior es necesario identificar mínimo tres puntos de la gráfica, para ello complete la tabla siguiente: Dato Frecuencia Energía 1 2 3 4 Ésta actividad es la PRÁCTICA 3 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga las respectivas simulaciones. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio e imagen de la simulación

DATOS

a)…..

Material seleccionado RESPUESTAS

b)….

A. B.

c)…

Error: D. (h)=

d)….

D. (𝜙)= Dato 1 2 3 4

Frecuencia

Energía

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 4. Estudiante Estudiante que realiza el JOSE ARTURO VARON que revisa el ejercicio: ejercicio: 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) y explique qué entiende por longitud de onda de corte. 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 mayor al 50% 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.

Material

Funciones de trabajo (𝝓) en eV

𝑵𝒂 𝒁𝒏 𝑪𝒖 𝑷𝒕 𝑪𝒂

𝟐, 𝟑𝟔 𝟒, 𝟑 𝟒, 𝟕 𝟓, 𝟗𝟑 𝟐, 𝟖𝟕

Longitud de onda de corte teórica [nm].

Longitud de onda de corte experimental [nm].

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? d) Para el material seleccionado, identifique en el simulador la gráfica “ENERGÍA DE ELECTRÓN FRENTE A FRECUENCIA LUMÍNICA” y a partir de ella encuentre la constante de Planck y la función de trabajo experimental, con su respectivo error porcentual. Para lo anterior es necesario identificar mínimo tres puntos de la gráfica, para ello complete la tabla siguiente: Dato Frecuencia Energía 1 2

3 4 Ésta actividad es la PRÁCTICA 3 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga las respectivas simulaciones. La práctica es solo usando los simuladores y está incluida en éste trabajo colaborativo.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio e imagen de la simulación

DATOS

a)…..

Material seleccionado RESPUESTAS

b)….

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

A. B.

c)…

Error: D. (h)=

d)….

D. (𝜙)= Dato 1 2 3 4

Frecuencia

Energía

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Copiar la tabla anterior para plasmar su desarrollo y borrar este mensaje

Ejercicio No 1.

ACTIVIDAD 5

Estudiante Estudiante que realiza el que revisa el ejercicio: ejercicio: Unos rayos x con longitud de onda inicial de D nm sufren dispersión Compton. a) ¿Cuál es la máxima longitud de onda que se encuentra en los rayos x dispersados? Exprese el resultado en nm. b) ¿A qué ángulo de dispersión se observa esa longitud de onda? c) ¿Cuál es la energía del fotón dispersado? Exprese la respuesta en eV. Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

DATOS D RESPUESTAS A. B. C.

Observaciones (Espacio exclusivo para el estudiante que realiza la revisión del ejercicio) :

Ejercicio No 2. Copiar la tabla anterior para plasmar su desarrollo y borrar este mensaje Ejercicio No 3. Copiar la tabla anterior para plasmar su desarrollo y borrar este mensaje Ejercicio No 4. Copiar la tabla anterior para plasmar su desarrollo y borrar este mensaje Ejercicio No 5. Copiar la tabla anterior para plasmar su desarrollo y borrar este mensaje

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Las referencias bibliográficas deben presentarse tal y como se indica en la guía de la Tarea respectiva.