Ejercicios Propuestos de Radiacion
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL UNEFA NUCLEO MERIDA EJERCICIOS DE FÍSICA III RADIACIÓN y LEY de PLANCK Profesor: José Fernando Pinto Parra Ejercicios de Radiación y Ley de la Radiación de Planck: 1. Calcule la potencia emitida por una superficie, de 10 4 cm 2 a 1000 K, que se comporta como un cuerpo negro 2. Un cuerpo negro de 2,5x10 -2 m 2 de superficie irradia una potencia 7180 Watt, ¿cuál es la su temperatura. 3. Si la temperatura de un cuerpo negro es de 2000°K e irradia con una potencia de 8650 Watt, ¿cual es el tamaño de de su superficie? 4. ¿Para que un cuerpo ideal de 0,4 m 2 irradie una potencia de 6,53x10 6 Watt, qué temperatura debe tener? 5. Calcule la potencia total radiada por unidad de área de un filamento de tungsteno a 3000K. 6. ¿Si el filamento de una lámpara de 100 W, irradia esta energía a una temperatura de 300 °C, cual es su superficie? 7. La longitud de onda máxima de una onda electromagnética es de 1,23ηm, ¿cuál es la temperatura para lograr su máxima densidad de energía radiada? 8. ¿Cuánto hay que bajarle a la temperatura de un cuerpo negro para observar un cambio de 6x10 -6 m en la longitud de onda emitida en su máxima densidad de energía radiada si su temperatura inicial es de 5000 K? 9. Una radiación monocromática que tiene una longitud de onda en el vacío de 600 nm y una potencia de 0,54 W, ¿cuál es el la temperatura que adquiere la superficie donde incide y el área a de la misma? 10. Considere una pieza esférica de 20 cm de diámetro a 800 K, suspendida en el aire, suponiendo que se aproxima mucho a un cuerpo negro, determine: a. El poder total de emisión de cuerpo negro. b. La cantidad total de radiación emitida por la bola en 5 min. EJERCICIOS DE FÍSICA III Profesor: José Fernando Pinto Parra
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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
UNEFA NUCLEO MERIDA
EJERCICIOS DE FSICA III
RADIACIN y LEY de PLANCK
Profesor: Jos Fernando Pinto Parra
Ejercicios de Radiacin y Ley de la Radiacin de Planck:1. Calcule la potencia emitida por una superficie, de 104 cm2 a 1000 K, que se comporta como un cuerpo negro2. Un cuerpo negro de 2,5x10-2m2 de superficie irradia una potencia 7180 Watt, cul es la su temperatura.
3. Si la temperatura de un cuerpo negro es de 2000K e irradia con una potencia de 8650 Watt, cual es el tamao de de su superficie? 4. Para que un cuerpo ideal de 0,4 m2 irradie una potencia de 6,53x106 Watt, qu temperatura debe tener?
5. Calcule la potencia total radiada por unidad de rea de un filamento de tungsteno a 3000K.
6. Si el filamento de una lmpara de 100 W, irradia esta energa a una temperatura de 300 C, cual es su superficie? 7. La longitud de onda mxima de una onda electromagntica es de 1,23m, cul es la temperatura para lograr su mxima densidad de energa radiada?
8. Cunto hay que bajarle a la temperatura de un cuerpo negro para observar un cambio de 6x10-6 m en la longitud de onda emitida en su mxima densidad de energa radiada si su temperatura inicial es de 5000 K?
9. Una radiacin monocromtica que tiene una longitud de onda en el vaco de 600 nm y una potencia de 0,54 W, cul es el la temperatura que adquiere la superficie donde incide y el rea a de la misma?
10. Considere una pieza esfrica de 20 cm de dimetro a 800 K, suspendida en el aire, suponiendo que se aproxima mucho a un cuerpo negro, determine: a. El poder total de emisin de cuerpo negro.
b. La cantidad total de radiacin emitida por la bola en 5 min.
c. El poder de emisin espectral de cuerpo negro a la longitud de onda de 3 (m.
11. Calcule a energa de un fotn cuya frecuencia es a) 5.1014 Hz. b) lO GHz. c) 30 MHz. 12. Un bombillo de 70 watt emite energa que se disipa en calor a una longitud de onda de 5x10-7m, Qu energa irradia durante 4 horas y cual es la frecuencia de irradiacin?13. A que longitud de onda, una cavidad a 6000 K, radiar ms por unidad de longitud de onda?
14. A que longitud de onda emite el cuerpo humano su radiacin trmica mxima y con qu potencia de radiacin lo hace para cada 1cm2 de superficie?
15. Las longitudes de onda mximas del sol y de la estrella polar, son 5100 y 3500 encontrar la temperatura de la radiacin trmica mxima y con qu potencia de radiacin lo hace para cada 1cm2 de superficie, para cada estrella.
16. En una explosin termonuclear, la temperatura de la bola de fuego es, momentneamente, 10000000 K. Encontrar la longitud de onda de la radiacin trmica mxima y con qu potencia de radiacin lo hace para cada 1cm2 de superficie.
17. Segn la Ley de Wien aproximadamente qu temperatura le corresponde al color rojo y al color azul del espectro de luz visible y cul es la potencia de radiacin para cada 1cm2 de superficie?
18. Calcula la longitud de onda y la frecuencia de ondas de una radiacin cuyos cuantos tienen una energa de 3x10-10 joules. A qu zona del espectro electromagntico pertenece esta radiacin?
19. Cul es la energa de radiacin y la longitud de onda de un cuanto de frecuencia 3,85x1018Hz?20. La longitud de onda una luz monocromtica color naranja es aproximadamente 600 m, con qu energa se propagan los cuantos generados? 21. Calcule las frecuencias y las energas para las siguientes longitudes de ondas, 1=1x10-5m; 2=7x10-7m; 1=5x10-7m; 1=4x10-7m; 5=4x10-10m.
22. Un cuerpo negro irradia con una la longitud de onda de 6x10-6 m en emitida en su mxima densidad de energa radiada si su temperatura es de 5000 K, cul es la irradiancia espectral?23. Un haz de Rayos X, = 0,612A, experimentan una colisin de Compton bajo un ngulo de 40 con respecto de la direccin de incidencia. Qu longitudes de onda espera encontrar, al analizar la radiacin dispersada? Cunta energa cintica adquieren los electrones de retroceso?
24. Un fotn de 104 [eV] interacta con un electrn libre y en reposo, dispersndose en un ngulo de 60.
DETERMINE:
1. La variacin de longitud de onda del fotn.
2. La variacin de frecuencia del fotn.
3. La variacin de energa del fotn.
4. La energa cintica que adquiere el electrn.EJERCICIOS DE FSICA III Profesor: Jos Fernando Pinto Parra
