Per practicar la fisica quantica de 2n batxillerat

1. Exercicis 2n Batx
DUALITAT ONA CORPUSCLE
1. Calcula la quantitat de moviment d’un fotó de λ = 2,5 · 10-10
m
2. Llancem una bola de billar de 200g a una velocitat de 5 m/s.
a) Calcula la longitud d’ona de De Broglie associada a la bola, i la indeterminació en la posició si
la indeterminació en la quantitat de moviment és l’1 per mil del valor calcular en les dades.
b) Per què és tan poc intuïtiu el principi d’incerteça?
3. L’espectre visible presenta longituds d’ona compreses entre 400nm i 750nm. Calcula la
freqüència i l’energia de les radiacions que limiten aquesta zona de l’espectre. Expressa el
resultat en Joules i en eV.
4. Calcula la diferència de potencial que s’ha d’aplicar entre el filament i la pantalla d’un tub de
raigs catòdics perquè els electrons arribin al pol positiu amb una longitud d’ona d’0.1 nm. La
massa de l’electró és 9.1·10-31
kg, la càrrega de l’electró és 1.6·10-19
C i la constant de Planck,
h = 6.62·10-34
Js.
5. La longitud d’ona llindar d’una cèl·lula fotoelèctrica de sodi és 583 nm.
a) calcula la freqüència llindar.
b) Calcula la funció de treball expressada en eV.
c) Calcula l’energia cinètica màxima dels fotoelectrons quan il·luminem el metall amb una
radiació de de λ = 400nm
d) Dibuixa un esquema que permeti determinar el potencial de detenció.
e) Determina el potencial de detenció si el metall s’il·lumina amb una radiació de de λ = 400nm.
6. Fem incidir una radiació sobre una làmina fotosensible de cesi, d’energia llindar 1,8eV.
Calcula:
a) el nombre de fotons que han d’incidir sobre la pantalla en un segon per a obtenir un corrent
de 100µA.
b) La potència lluminosa que ha de tenir la radiació incident per a aconseguir el corrent
esmentat.

2. 7. Els transformadors de Molt Alta Tensió (MAT) dels televisors en color generen una diferència
de potencial d’uns 24 kV i acceleren el feix de raigs catòdics en el desplaçament des del
filament fins a la pantalla. Suposem que els electrons només es troben sotmesos a aquesta
acció i considerem negligibles els efectes relativistes. En el moment que un electró entra en
contacte amb la pantalla, calcula:
a) l’energia cinètica
b) la velocitat i la quantitat de moviment.
c) La longitud d’ona de De Broglie.
8. Quan s’il·lumina una làmina de coure amb radiacions monocromàtiques de diverses longituds
d’ona s’obtenen els següents potencials de detenció:
λ (Å) ΔV (V)
2000 1,8
2100 1,5
2100 1,24
2300 0,991
2400 0,766
2500 0,559
2600 0,369
2700 0,192
2800 0,028
Representa gràficament el potencial de detenció enfront de la freqüència de la radiació i
calcula la funció de treball del coure i la freqüència llindar.
9. Un fotó de 17,4keV d’energia xoca frontalment amb un electró i retrocedeix en la direcció
incident. Calcula les longituds d’ona del fotó abans i després del xoc i l’energia que ha
transferit a l’electró durant el xoc. Ignora els efectes relativistes.