Energa Radiante.6.1 Especifique las unidades SI bsicas para (a) la longitud de onda de la luz; (b) la frecuencia de la luz; (c) la velocidad de la luz.a) Metros (m).b) s-1.c) m/s (metros por segundo).6.2 (a) Qu relacin hay entre la longitud de onda y la frecuencia de la energa radiante? (b) El ozono de la alta atmsfera absorbe energa en el intervalo de 210 a 230nm del espectro electromagntico. En qu regin del espectro est esa radiacin?a) = C donde es la frecuencia, lambda es la longitud de onda y C es la velocidadde la luz.b) Ultra violeta.

6.3 Caracterice cada una de las afirmaciones siguientes como falsas o verdaderas. Si una afirmacin es falsa, corrjala. (a) La luz visible es una forma de radiacin electromagntica. (b) La frecuencia de la radiacin se incrementa al aumentar la longitud de onda. (c) La luz ultravioleta tiene longitudes de onda ms largas que la luz visible. (d) La radiacin electromagntica y las ondas sonoras viajan a la misma velocidad.a) Verdadera.b) Falso, la frecuencia de la radiacin disminuye al aumentar la longitud de onda, es inversamente proporcional.c) Falso, La luz ultravioleta tiene longitudes de onda iguales que la luz visible.d) Falso el sonido viaja a 342.2 m/s.

6.4 Determine cules de las siguientes afirmaciones son falsas, y corrjalas. (a) La radiacin electromagntica no puede atravesar el agua. (b) La radiacin electromagntica viaja por el vaco a velocidad constante, sea cual sea su longitud de onda. (c) La luz infrarroja tiene frecuencias ms altas que la luz visible. (d) El brillo de una fogata, la energa dentro de un horno de microondas y el sonido de una sirena para niebla son tres formas de energa electromagntica.a) Falso, la radiacin electromagntica puede atravesar el agua.b) Verdadera.c) La luz infrarroja tiene frecuencias ms bajas que la luz visible.d) Falso.

6.5 Ordene los siguientes tipos de radiacin electromagntica de menor a mayor longitud de onda: infrarrojo, luz verde, luz roja, ondas de radio, rayos X, luz ultravioleta.Rayos X, Ultravioleta, Luz verde, Luz roja, Infrarrojo Ondas de radio.

6.6 Ordene los siguientes tipos de radiacin electromagntica de menor a mayor longitud de onda: (a) los rayos gamma producidos por un nclido radioactivo utilizado para obtener imgenes mdicas; (b) la radiacin de una estacin de FM que est a 93.1 MHz en el cuadrante; (c) una seal de radio de una estacin AM que est a 680 kHz en el cuadrante; (d) la luz amarilla de los arbotantes con lmparas de vapor de sodio; (e) la luz roja de un diodo emisor de luz, como los de la pantalla de una calculadora.(a), (d), (e), (c), (b).

6.7 (a) Qu frecuencia tiene la radiacin cuya longitud de onda es 0.452 pm? (b) Calcule la longitud de onda de la radiacin cuya frecuencia es de 2.55x1016s-1. (c) Las radiaciones de las partes (a) o (b), seran visibles para el ojo humano? (d) Qu distancia viaja la radiacin electromagntica en 7.50 ms?

Datos.a) =? =0.452pm C=3x108m/s

b) =2.55x1016s-1 =? C=3x108m/s

c)

d) C=3x108m/s

Frmula.

3x108m --- 1s x --- 7.5x10-3s

Sustitucin.

Resultado.=6.63x1020s-1Rayos gamma.

=1.17x10-8mRayos UV.

No son visibles.

2.25x106m

6.8 (a) Qu frecuencia tiene la radiacin cuya longitud de onda es 589nm? (b) Calcule la longitud de onda de la radiacin cuya frecuencia es de 1.2x1013s-1. (c) Las radiaciones de las partes (a) o (b), podran detectarse con un detector de radiacin infrarroja? (d) Qu distancia viaja la radiacin electromagntica en 10.0 s?

Datos.a) =? =589nm C=3x108m/s

b) =1.2x1013s-1 =? C=3x108m/s

c)

d) C=3x108m/s Frmula.

3x108m --- 1s x --- 10.0x10-6s

Sustitucin.

Resultado.=5.09x1014s-1

=2.5x10-5m

Si se pueden detectar.

3000m.

6.9 Los tomos de mercurio excitados emiten luz intensa con una longitud de onda de 436nm. Qu frecuencia tiene esta radiacin? Empleando la figura 6.4, prediga el color asociado a esta longitud de onda.

Datos.a) =? =436nm C=3x108m/s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=6.88x1014s-1

Color de longitud de onda. Azul.

6.10 Un lser de iones de argn emite luz a 489nm. Qu frecuencia tiene esta radiacin? Est en el espectro visible? Si es as, qu color tiene?

Datos.a) =? =489nm C=3x108m/s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=6.13x1014s-1El espectro es visible, es de color azul.

Energa cuantizada y fotones.

6.11 (a) Qu significa decir que la energa est cuantizada?(b) Por qu no percibimos la cuantizacin de la energa en nuestras actividades cotidianas?a) Segn Planck propuso que la energa ser trasmitida en paquetes llamados cuantos.b) porque el tomo es la partcula ms pequea que no puede ser observada a simple vista.6.12 El trabajo publicado por Einstein en 1905 acerca del efecto fotoelctrico fue la primera aplicacin importante de la hiptesis cuntica de Planck. Describa la hiptesis original de Planck y explique cmo Einstein la us en su teora del efecto fotoelctrico.Planck propuso que la energa slo puede ser liberada (o absorbida) por los tomos en paquetes discretos con cierto tamao mnimo. Planck dio el nombre de cuanto (que significa cantidad fija) a la cantidad ms pequea de energa que se puede emitir o absorber como radiacin electromagntica, y propuso que la energa, E, de un solo cuanto es igual a una constante multiplicada por su frecuencia: E = hLa constante h, llamada constante de Planck, tiene un valor de 6.63x1034 joule-segundos (J-s), la constante E, llamada energa del fotn, y la constante es la frecuencia.Einstein en uso de la teora del efecto fotoelctrico.Einstein supuso que la energa radiante que incida sobre la superficie metlica es una corriente de diminutos paquetes de energa.Cada paquete de energa, llamada fotn, se comporta como una pequesima partcula. Extendiendo la teora cuntica de Planck, Einstein dedujo que cada fotn deba tener una energa proporcional a la frecuencia de la luz, E = h. As, la energa radiante misma est cuantizada.

6.13 (a) Calcule el incremento de energa ms pequeo (un cuanto) que puede ser emitido o absorbido a una longitud de onda de 812nm. (b) Calcule la energa de un fotn con frecuencia de 2.72x1013s-1. (c) Determine la longitud de onda de la radiacin cuyos fotones tienen una energa de 7.84x10-18 J. En qu porcin del espectro electromagntico se encontrara esta radiacin?

Datos.a) =? =812nm C=3x108m/s E=? h=6.63x10-34J-s

b) E=? h=6.63x10-34J-s =2.72x1013s-1

c) =? =? C=3x108m/s E=7.84x10-18J h=6.63x10-34J-s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=3.69x1014s-1

E=2.44x10-19J

E=1.80x10-20J

=1.18x1016s-1

=25.3x10-9mSu espectro es ultravioleta.

6.14 (a) Calcule el incremento de energa ms pequeo que puede ser emitido o absorbido a una longitud de onda de 3.80mm. (b) Calcule la energa de un fotn con frecuencia de 80.5 MHz. (c) Determine la frecuencia de la radiacin cuyos fotones tienen una energa de 1.77x10-19 J. En qu regin del espectro electromagntico se encontrara esta radiacin?

Datos.a) =? =812nm C=3x108m/s E=? h=6.63x10-34J-s

b) E=? h=6.63x10-34J-s = 80.5MHz

c) =? E=1.77x10-19J h=6.63x10-34J-s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=7.89x1010s-1

E=5.23x10-23J

E=5.33x10-26J

=2.66x1014s-1Espectro electromagntico infrarrojo.

6.15 (a) Calcule y compare la energa de un fotn con longitud de onda de 3.3 m y la de uno con longitud de onda de 0.154nm. (b) Use la figura 6.4 para identificar la regin del espectro electromagntico a la que pertenece cada uno.

Datos.a) =? =3.3m C=3x108m/s E=? h=6.63x10-34J-s

=? =.154nm C=3x108m/s E=? h=6.63x10-34J-s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=9.09x1013s-1

E=6.02x10-20JEspectro de microondas.

=1.94x1018s-1

E=1.28x10-15JEspectro de rayos X.El fotn de rayos X tiene ms energa.

6.16 Una estacin de radio AM difunde a 1440 kHz, mientras que su filial de FM transmite a 94.5 MHz. Calcule y compare la energa de los fotones emitidos por estas estaciones de radio.

Datos. E=? h=6.63x10-34J-s = 1440KHz E=? h=6.63x10-34J-s = 94.5MHz

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.E=9.54x10-28J

E=6.26x10-26JTiene mayor energa la estacin de radio FM.

6.17 Un tipo de quemadura por el sol se debe a la exposicin a luz UV con longitud de onda cercana a 325nm. (a) Qu energa tiene un fotn de esta longitud de onda? (b) Cunta energa tiene un mol de esos fotones? (c) Cuntos fotones hay en una rfaga de 1.00mJ de esa radiacin?

Datos.a) =? =812nm C=3x108m/s E=? h=6.63x10-34J-s

b) E=? h=6.63x10-34J-s = 80.5MHz

c) =? E=1.77x10-19J h=6.63x10-34J-s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=7.89x1010s-1

E=5.23x10-23J

E=5.33x10-26J

=2.66x1014s-1Espectro electromagntico infrarrojo.

6.18 La energa de la radiacin puede servir para romper enlaces qumicos. Se requiere una energa mnima de 495kJ/mol para romper el enlace oxgeno-oxgeno del O2. Determine la radiacin de longitud de onda ms grande que posee la energa necesaria para romper el enlace. De qu tipo de radiacin electromagntica se trata?

Datos.a) =? =812nm C=3x108m/s E=? h=6.63x10-34J-s

b) E=? h=6.63x10-34J-s = 80.5MHz

c) =? E=1.77x10-19J h=6.63x10-34J-s

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.=7.89x1010s-1

E=5.23x10-23J

E=5.33x10-26J

=2.66x1014s-1Espectro electromagntico infrarrojo.

6.19 Un lser de diodo emite a una longitud de onda de 987nm. Toda la energa que produce se absorbe en un detector que mide una energa total de 0.52 J durante un periodo de 32 s. Cuntos fotones por segundo emite el lser?

Datos.a) =987nm E=? h=6.63x10-34J-s C=3x108m/s

Frmula.

1foton ---2.01x10-19J x --- .52J

Sustitucin.

Resultado.=3.03x1014s-1

E=2.01x10-19J

2.58x1018fotones

6.20 Un objeto estelar est emitiendo radiacin a 1350nm. Si el detector captura 8x107 fotones por segundo a esta longitud de onda, cunta energa total tendrn los fotones detectados en una hora?

Datos.a) =1350nm E=? h=6.63x10-34J-s C=3x108m/s

Frmula.

1foton ---2.01x10-19J 8x107fotones por segundo---

1s --- 1.78x10-11J3600s --- xSustitucin.

Resultado.=2.22x1014s-1

E=1.47x10-19J

1.78x10-11J

6.42x10-8J

6.21 El molibdeno metlico debe absorber radiacin con una frecuencia mnima de 1.09x1015s-1 para poder emitir un electrn de su superficie por el efecto fotoelctrico. (a) Determine la energa mnima necesaria para producir dicho efecto. (b) Determine la longitud de onda de la radiacin que proporciona fotones con esta energa. (c) Si irradiamos molibdeno con luz con longitud de onda de 120nm, calcule la energa cintica mxima que pueden tener los electrones emitidos.

Datos.a) =1.09x1015s-1 E=? h=6.63x10-34J-s

b) =? C=3x108m/s =1.09x1015s-1

c) = 120nm. E=? h=6.63x10-34J-s C=3x108m/s =?

Energa cintica.Frmula.

Sustitucin.

Ec=(1.65x10-18J)-(7.22x10-19J)Resultado.

E= 7.22x10-19J

= 275x10-9m

= 2.5x1015s-1

E= 1.65x10-18J

Ec=9.28x10-19J

6.22 Se requiere un fotn con una energa mnima de 4.41x10-19J para hacer que el sodio metlico emita electrones. (a) Calcule la frecuencia mnima de la luz necesaria para expulsar electrones del sodio por el efecto fotoelctrico. (b) Qu longitud de onda tiene esa luz? (c) Si irradiamos sodio con luz de 439nm, qu energa cintica mxima pueden tener los electrones emitidos? (d) Cuntos electrones como mximo pueden expulsarse con una rfaga de luz cuya energa total es de 1.00J?

Datos.a) E=4.41x10-19J =? h=6.63x10-34J-s

b) =? C=3x108m/s =6.65x1014s-1

c) = 439nm =? C= 3x108m/s Ecmaxima

d)Frmula.

1electron ---4.41x10-19J x --- 1x10-6JSustitucin.

Resultado.

=6.65x1014s-1

= 451.12x10-9m.

=6.83x1014s-1

Ecmaxima=4.52x10-19J

2.26x1012 electrones de sodio metlico.

Modelo de Bohr; ondas de materia.6.23 Explique cmo la existencia de espectros de lneas es congruente con la teora de Bohr de energas cuantizadas para el electrn del tomo de hidrgeno.Aplicada a los tomos, la nocin de energas cuantizadas significa que slo se permiten ciertos valores de E. stos se hallan representados por las lneas de los espectros de emisin de los tomos excitados.6.24 (a) En trminos de la teora de Bohr para el tomo de hidrgeno, qu proceso se da cuando tomos excitados de hidrgeno emiten energa radiante de ciertas longitudes de onda y slo esas longitudes de onda? (b) Un tomo de hidrgeno se expande o contrae cuando pasa de su estado basal a un estado excitado?a) El electrn pasa de un nivel de mayor energa a uno de menor energa.b) Se contrae.6.25 Se emite o absorbe energa cuando ocurren las transiciones electrnicas siguientes en el hidrgeno? (a) de n=4 a n =2; (b) de una rbita con radio de 2.12 a una con radio de 8.48 ; (c) se aade un electrn al ion H+ y queda en la capa n=3.a) Se emite.b) Se absorbe.c) Se emite.6.26 Indique si se emite o absorbe energa cuando ocurren las transiciones electrnicas siguientes en hidrgeno: (a) de n=2 a n=6; (b) de una rbita con radio de 4.77 a una con radio de 0.530 ; (c) del estado n=6 al estado n=9.a) Se absorbe.b) Se emite.c) Se absorbe.6.27 Utilizando la ecuacin 6.5, calcule la energa de un electrn en el tomo de hidrgeno cuando n=2 y cuando n=6. Calcule la longitud de onda de la radiacin que se emite cuando un electrn pasa de n=6 a n=2. Esa lnea est en la regin visible del espectro electromagntico? Si es as, qu color tiene?

Datos.

Frmula.

Sustitucin.

Resultado.

Bitcora.

Da.Mes.Actividad.

18Agosto.Presentacin del maestro.

19Agosto.Elementos de la tabla peridica.

20Agosto.Elementos de la tabla peridica.

21Agosto.Tema 1.1.1 Rayos catdicos y andicos. Tema 1.1.2 Rayos andicos.

25Agosto.Tema 1.2.1 Teora ondulatoria de la luz.

26Agosto.Tema 1.2.4 Espectros de emisin y series espectrales.

27Agosto.Tema 1.2.2 Radiacin del cuerpo negro y teora de Planck.

28Agosto.El profesor falto a clases.

1Septiembre.Repaso del tema 1.2.1 teora ondulatoria de la luz.

2Septiembre.El profesor falto a clases.

3Septiembre.Resolucin de problemas 6.1 6.20.

4Septiembre.Resolucin de problemas 6.1 6.20.

8Septiembre.Resolucin de problemas 6.1 6.20.

9Septiembre.Resolucin de problemas 6.1 6.20.

10Septiembre.Tema 1.2.3 El efecto fotoelctrico y los fotones.

11Septiembre.Resolucin de problemas 6.21 6.22.

17Septiembre.Repaso del tema 1.2.3 El efecto fotoelctrico y los fotones.

18Septiembre.1.3.1 Teora atmica de Bohr-Sommerfeld.

22Septiembre.Limitaciones del modelo de Bohr

23Septiembre.Resolucin de problemas del 6.23 6.32

24Septiembre.Teora Atmica de Sommerfield.

25Septiembre.El profesor falto a clases.

29Septiembre.1.4.1 Principio de dualidad. Postulado de De Broglie.

30Septiembre.1.4.2 Principio de incertidumbre de Heisenberg.1.4.3 Ecuacin de onda de Schrdinger.1.4.3.1 Significado fsico de la funcin de onda 2.

1Octubre.1.4.3.2 Nmeros cunticos y orbitales atmicos.

2Octubre.1.4.3.2 Nmeros cunticos y orbitales atmicos.