Interacción de Radiación de la Materia Tecnología nuclear Guia ejercicios resueltos 2

1. 3) a) Defina fa sección eficaz microscópica y macroscópica de un reacción nuclear cual es ia
utilidad practica.
b) Discuta las unidades de cada una de ellas.
c) Como se relaciona ef camino libre medio con la sección eficaz.
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2. C) ¿'
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3. 4) Para ei efecto fotoeléctrico
a). ¿Qué tipo de choque se produce entre el fotón y el electrón?
}¿ Z u e l i p o d e f e n 6meno presenta este tipo choques?
c) ¿Qué le sucede al fotón?
d) ¿Qué pasa con el electrón?
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4. SO i rJp n
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5. b
5) En el efecto fotoeléctrico, la energía cinética máxima de ios fotoelectrones emitidos por un
metal depende de:
a)4-a intensidad de la luz incidente
(íbuLa frecuencia de la luz incidente
c/La velocidad de la luz
ú) El trabajo de extracción del metal
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6. 6) Una fuente de Suz monocromática emite una radiación electromagnética con una longitud de
onda A=4.8X10"7 m, y con una potencia de 20 w. ¿Cuántos fotones por segundo emite esa
fuente? [Dato; h =6.63-10-34 J s ]

7. 7) Sobre una superficie metálica incide luz monocromática de 4x1O'm de longitud de anda, si
el trabajo de extracción de un electrón es de 2.27 eV. Encuentre.
a) La energía cinética máxima del electrón
b) El potencial de frenado, (potencia necesario para frenar todos ios electrones salientes)
u'-O.OOKiO Jó

8. 8) Sobre una superficie de potasio incide iuz de 500 D de longitud de onda (1 D=10"acm)
emitiéndose fotoelectrones. Sabiendo que la longitud de onda umbral para el potasio es de
7500 D, calcula: a) El trabajo de extracción de los electrones en el potasio
b) La energía cinética máxima de ios electrones al iluminar con luz de 500 Armstrong [Datos:
h = 6.63 10-34 J-s; c = 3-108 mis]

9. 9} La máxima longitud de ond3 con Sa que se produce el efecto fotoeléctrico en un metai es de
710 nm. Hallar
a) El trabajo de extracción de ese metal,
b) La energía cinética máxima de ios electrones emitidos cuando se ilumina con luz ae 500
nm. así como el potencial de frenado necesario para anular la fotocorriente.
c) Si se ilumina e! metal anterior con una luz de 580 nm ¿ cuál será el nuevo potencia! de
frenado?¿ Qué tipo de gráfica se obtendrá si representamos ios valores de energía
cinética máxima con la que salen los fotoelectrones del metal frente a la frecuencia de la
luz con la que se ilumina? Explíquelo.
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11. 10) a) Si suponemos una piedra de 50 g moviéndose con una velocidad de 10 m/s, entonces su
Longitud de onda De Broglie es, explique su resultado.
b) En cambio un electrón (m=9.1 10-31 kg) que alcanza una velocidad de 107 m/s, su longitud
de onda es, explique su resultado ondulatorio. Las ecuaciones que relacionan las magnitudes
de esa onda son: f= E/h A = hlp
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12. 11) Un fotón que tiene una energía üe realiza una colisión con un electrón en reposo y es
dispersado con un ángulo de 60°.
1 ¿Qué tipo de choque se produce entre el fotón y el electrón?
2 ¿Qué tipo de fenómeno presenta este tipo choques?
3 ¿Qué le sucede al fotón?
4 ¿Qué pasa con el electrón?
5 ¿Qué orden de energías tienen los fotones dan lugar ai efecto Compton?
6 ¿A que parte del espectro electromagnético pertenecen estos fotones?
7 ¿Es posible observar el efecto Compton empleando luz visible?
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13. 1
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13) Un fotón de colisiona con el Núcleo de un átomo de Plomo produciendo un electrón v un
positrón
a) ¿Qué fenómeno ocurre en esta interacción?
b) ¿Qué sucede con ei fotón incidente?
c) ¿Qué tipos de partículas se obtienen al final de la interacción?
d) ¿Qué energía mínima se requiere?
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14. 14) ~ ' ' — " ' ~ ' — ' "~ ' - • ' J — - - J " --
de 20 ke'v ¿cuai es ia íongítud de onda del fotón incidente?

15. muestra de carbono. Se observa ia radiación sale dispersada en un ángulo de 90° con la
dirección dei fotón incidente. Hallar:
a) La longitud de onda de la radiación dispersada
b) La energía cinética, el momentum y la dirección cteí movimiento de ios electrones después
de ía interacción.
c) Si, con la radiación anterior, los electrones salen en un ángulo de 60° respecto a la radiación
incidente ¿cuál es en este naso la lonoíturi fie onda v ta ta dirección de la radiación de la onda
dispersada?
e)¿cuál es la energía del electrón dispersado?
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16. y Vc
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17. 16) Un haz de neutrones con energía 0.025 eV golpea una ¡amina de Cadmio de 0.01 mm de
ancho. Debido a esta ía intensidad dei haz se reduce en un 32%. Caícular: ia sección eficaz de
absorción del cadmio para neutrones con esta energía.
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18. 16) Un haz de neutrones con energía 0,025 eV golpea una lámina de Cadmio de 0.01 mm de
ancho. Debido a esta ia intensidad deí haz se reduce en un 32%. Caícular: ia sección eficaz de
absorción del cadmio para neutrones con esta energía.
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