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UNIVERSIDAD LIBRE SEDE BOGOTÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

TUTORÍAS

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : FISICA ONDULATORIA TALLER No : 1 TÍTULO: Análisis físico de las Ondas DURACIÓN: 2 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo 1, Sears y Z, Física Tomo I. Capitulo 13

OBJETIVO • Ampliar conocimiento de la importancia del estudio de las ondas y sus

aplicaciones PREGUNTAS CONCEPTUALES Para el trabajo de esta actividad es necesario revisar los conceptos relacionados con la ecuación de onda, las ondas producidas por un sistema masa- resorte y la energía producida en este modelo. El movimiento armónico simple, el armónico amortiguado y armónico forzado son deducciones lógicas de este concepto; es necesario revisar las aplicaciones de este tipo de movimiento, la importancia de este tipo de movimiento en la fabricación de aparatos, mesas antivibratorias y su utilización. EJERCICIOS 1. Después de llegar a un planeta desconocido, una exploradora espacial

construye un péndulo simple con longitud de 50.0 cm y determina que efectúa 100 oscilaciones completas es 136 s. ¿Cuánto vale g en ese planeta?

Pf. M. Herrera. Docente de Física

2. Cuatro pasajeros cuya masa combinada es de 250 Kg comprime 4.00 cm los

resortes de un auto con amortiguadores vencidos cuando se sube a él. Modele el auto los pasajeros como un solo cuerpo sobre un solo resorte ideal. Sí un auto cargado tiene un periodo de vibración de 1.80 s. ¿ Qué periodo tiene cuando está vacío?

3. Un gato de 4.00 kg que gusta de las emociones fuertes está unido mediante un

arnés a un resorte ideal de masa despreciable y oscila verticalmente en M.A.S. La amplitud es de 0.050 m y, en punto más alto de movimiento, el resorte tiene su longitud natural no estirada. Calcule: a. La energía potencial elástica del resorte ( suponga que es cero cuando el

resorte no está estirado), la energía cinética del gato, la energía potencial gravitacional del sistema relativa al punto más bajo del movimiento y la suma de estas tres energías cuando el gato está en. • Su punto más bajo; • Su punto más alto • Su posición de equilibrio

PROBLEMAS DE APLICACIÓN Consulte: 1. El derrumbe del Puente de Tacoma, año 1.940 Explique físicamente las razones del colapso 2. El Funcionamiento de las características que tienen las nuevas construcciones civiles antisísmicas, explicando sus propiedades y resultados Pf. M. Herrera. Docente de Física



TUTORÍAS

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : FISICA ONDULATORIA TALLER No : 2 TÍTULO: Movimiento Ondulatorio DURACIÓN: 2 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Serway. Física Tomo I. Sears y Z, Física

Tomo I

OBJETIVO • Fortalecer el conocimiento del movimiento ondulatorio y las aplicaciones. • Crear habilidad para resolver problemas integrando la clase de ondas, el

movimiento y la energía producida por su transmisión. PREGUNTAS CONCEPTUALES La velocidad de las ondas estudiada para cada tipo de onda permite hacer cálculos útiles en su integración; las ondas mecánicas que se analizan en este módulo requieren de una fuente que produzca la perturbación, una conexión o mecanismo físico por el cual los puntos adyacentes del medio pueden interactuar unos con otros. Las ondas se pueden caracterizar por su longitud de onda, su frecuencia y la velocidad. Esta velocidad específica depende de las propiedades del medio que se perturba. Revisar las clases de ondas y la formulación matemática para cada una de ellas, teniendo presente cuales son las variables que permiten determinar la velocidad, la función de onda y la potencia transmitida por una onda armónica en una cuerda tensa. Pf. M. Herrera. Docente de Física

EJERCICIOS 1. Un límite elástico de un pedazo de alambre de acero es igual a 2.7x10 Pa.

¿cuál es la rapidez máxima con la que se puede propagar un pulso ondulatorio a lo largo del alambre sin exceder este esfuerzo? ( la densidad del acero es de 7.86 g/cm³ )

2. Un alambre de acero de 40 m y uno de cobre de 30 m, ambos con un diámetro

de 1mm, se conectan extremo con extremo y se estiran a una tensión de 150 N. ¿Cuánto tiempo le toma a una onda transversal viajar a lo largo de los alambres?

3. Un alambre de piano con masa de 3 g y longitud de onda 80 cm se estira con

una tensión de 25 N. Una onda con frecuencia de 120 Hz y amplitud 1,6 mm viaja por un alambre. a. Calcule la potencia media que transporta esta onda b. Qué sucede con la potencia media si se reduce a la mitad la amplitud de la

onda. 4. Ciertas ondas transversales en una cuerda tiene velocidad de 8 m/s, amplitud

0,07 m y longitud de onda de 0,320 m. Las ondas viajan en la dirección –x a. Calcule la frecuencia, periodo y número de onda de la onda b. Escriba la ecuación de la onda c. Cuál es el desplazamiento transversal, velocidad y aceleración en x= 0,360

m en un tiempo t= 0,15 s

PROBLEMAS DE APLICACIÓN 1. Realice una consulta sobre las cuerdas de un instrumento musical. 2. Con la consulta realice los cálculos aproximados de la frecuencia de cada una de ellas y la velocidad de propagación de las ondas. Pf. M. Herrera. Docente de Física

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS TUTORÍAS

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : FISICA ONDULATORIA TALLER No : 3 TÍTULO: Ondas Mecánicas DURACIÓN: 4 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Serway. Física Tomo I, Sears y Z.

Física Tomo I.

OBJETIVO • Analizar el estudio de las vibraciones, la velocidad de estas dependiendo del

medio. • Diferenciar las características de las ondas mecánicas, transversales y

longitudinales. PREGUNTAS CONCEPTUALES Revisar la armonía de las ondas sonoras, la energía e intensidad de las ondas sonoras armónicas. Estudiar las características de las ondas sonoras, en su frecuencia, nivel de intensidad, intensidad y sus aplicaciones. Existen tres categorías de ondas mecánicas longitudinales que cubren diferente rango de frecuencia: las ondas audibles, son ondas sonoras que caen en el rango de la sensitividad del oído humano; las infrasónicas, ondas longitudinales por debajo dl anterior rango, las ondas de los terremotos son un ejemplo; las ultrasónicas, ondas longitudinales por arriba del rango del audible; pueden generarse, por ejemplo, en cristales de cuarzo induciendo vibraciones al aplicar un campo eléctrico alternante. Cualquier dispositivo que transforma un tipo de potencia a otro se llama un transductor; por ejemplo los cristales de cuarzo, las agujas magnéticas, entre otros. Pf. M. Herrera. Docente de Física

EJERCICIOS 1. A 270° C que rapidez tiene las ondas longitudinales en:

a. Hidrógeno ( masa molar 2,02 g /mol) b. Helio (masa molar 4,00 g/mol) c. Argon (masa molar 39,0 g/mol) d. Compare las anteriores respuestas con la rapidez de esta onda en el aire a

la misma temperatura.

2. En octubre de 1991 el ayuntamiento de sacramento adoptó una ley que reduce el nivel permitido de intensidad sonora de los odiados recogedores de hojas, de 100 db a 70db a partir de mayo de 1992. Con la nueva ley, qué relación existe entre la intensidad permitida con la anterior.

3. Un tren viaja 30 m/s en el aire tranquilo. La frecuencia de la nota emitida por su silbato es de 262 Hz. Qué frecuencia oye un pasajero de un tren que se mueve en dirección opuesta a 18 m/s si a. Se acerca al primer tren b. Se aleja de el

4. Para poder determinar su rapidez, una paracaidista lleva un generador de tonos. Una amiga en tierra en el lugar de aterrizaje tiene un equipo que le permite recibir y analizar ondas sonoras. Mientras la paracaidista cae con su rapidez terminal, su generador emite un tono estacionario en 1800 Hz. (suponga que el aire está en calma y que la velocidad del sonido es de 343 m/s, independiente de la altura) a. Si la amiga en el suelo (directamente debajo de la paracaidista) recibe ondas con una frecuencia de 2150 Hz, ¿cuál es la rapidez de descenso de la paracaidista? Si además del paracaidista tiene un equipo receptor de sonido lo suficientemente sensible para detectar las ondas que se reflejan en el suelo, b. ¿qué frecuencia recibirá de ella? a. De los anteriores resultados, obtenga conclusiones.

PROBLEMAS DE APLICACIÓN

1. Consulte una aplicación de los ultrasonidos en la industria. En esta consulta determine, la frecuencia de la onda utilizada, la clase de transductor necesario para lograr dicha frecuencia. Resalte en ella si existe Ensayo No Destructivo E.N.D. y por qué lo puede catalogar.

2. Realice una consulta sobre la aplicación de los ultrasonidos en la medicina.

Cite datos precisos que maneja dicha aplicación Pf. M. Herrera. Docente de Física



NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS TALLER No : 4 TÍTULO: Naturaleza y propagación de la luz DURACIÓN: 2 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo II. Seras y Z. Física Tomo II. Capítulo 33

OBJETIVO • Interpretar los Fenómenos Opticos a partir de la propagación rectilínea de la

luz ASPECTOS CONCEPTUALES Revisar los conceptos correspondientes al proceso histórico del desarrollo de la teoría de la luz; esto le permitirá interpretar los fenómenos ópticos y así realizar las actividades propuestas para responder los interrogantes que se tienen a cerca de los que se observa alrededor. Para mayor aprovechamiento de esta actividad debe aplicarse los principios de la Optica Geométrica siempre que la luz encuentra una frontera entre dos materiales diferentes Es importante tener presente al comenzar a solucionar estos ejercicios elaborar diagramas grandes y definidos que permitan identificar ángulos, índicas de refracción conocidos, dirección de los haces, entre otros. Pf. M. Herrera. Docente de Física

EJERCICIOS 1. Un vaso de precipitado con fondo de espejo se llena con un líquido cuyo índice de refracción es 1,63 un haz luminoso incide en la superficie superior del líquido con un ángulo de 42.5° respecto al a normal. A que ángulo respecto a la normal saldrá el líquido el haz después de bajar a

través del líquido, reflejarse en le fondo del espejo y regresar a la superficie? 2. El prisma de una figura tiene un índice de refracción de 1,66 y los ángulos son de 45°. Dos rayos luminosos m y n son paralelos al momento de entrar al prisma. Cuál es el ángulo entre ellos al salir del prisma 3. Un rayo de luz que se propaga en un bloque de vidrio, n= 1,52 incide sobre la superficie superior a 57,2° respecto a la normal. Sí se deposita una capa de aceite sobre esa superficie de vidrio, entonces el rayo se refleja totalmente. Cuál es el índice de refracción máximo posible del aceite. .

4. Una capa fina de hielo ( n = 1.309 ) flota en la superficie de un cubo de agua

( n = 1.333 ). Un rayo de luz asciende desde el fondo del cubo a través del agua. a. ¿Cuál es el ángulo máximo respecto a la normal que el rayo puede formar

en la interfaz hielo/agua sin dejar de salir al aire arriba del hielo? b. Cuál es este ángulo una vez que el hielo se ha fundido?

PROBLEMAS DE APLICACIÓN 1. Utilice la tabla ( página 1253) que lee el índice de refacción con luz amarilla

del sodio λ =589nm y calcule el ángulo crítico en estos materiales. De estos resultados, analice los datos obtenidos y obtenga conclusiones.

2. Consulte sobre la dispersión de la luz y de explicación de la gráfica del índice

de refracción con respecto a la longitud de onda ( gráfica de la página 1260 N° 33 – 18) Libro de Sears Tomo II, Undécima Edición

3. De explicación a los gráficos 4. Analice los filtros polarizados que se utilizan en aparatos ópticos; ejemplo

página 1262, 1263, 1264 Pf. M. Herrera. Docente de Física



TUTORÍAS

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : OPTICA GEOMETRICA TALLER No : 5 TÍTULO: Utilización de instrumentos ópticos. DURACIÓN: 2 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo II. Sears y Z. Física tomo II, Undécima edición. Capítulo 34

OBJETIVO • Identificar con precisión las partes que constituyen el ojo humano y su función

en el momento de leer un objeto. • Construir correctamente la imagen producida por un objeto utilizando con

espejos PREGUNTAS CONCEPTUALES Es necesario revisar la teoría que explica la construcción geométrica de imágenes a través de espejos y lentes. Mecanizando la construcción gráfica de las imágenes de los objetos frente a espejos planos y esféricos se podrán solucionar ejercicios y problemas sobre el tema. EJERCICIOS

1. Se coloca un objeto de 9 mm de altura y 12 cm a la izquierda del vértice de un espejo esférico cóncavo de radio de curvatura 20 cm.

a. Dibuje el diagrama de formación de imagen b. Determine las características cualitativas y cuantitativas de la imagen


2. Un espejo esférico cóncavo para afeitarse tiene un radio de curvatura de

32 cm a. Cuál es el aumento del rostro de la persona cuando está a 12 cm del

espejo b. Determine gráfica analítica las características de la imagen

3. Un espejo del lado del pasajero de un auto es convexo y tiene un radio de

curvatura 18 cm a. Sí la imagen observada es de 3 cm a que distancia está el auto b. Dibuje el diagrama de los rayos emitidos.

PROBLEMAS DE APLICACIÓN 1. Explique las partes de un periscopio y su utilidad. 2. Consulte una aplicación de espejos en la industria o en aparatos de medición.

En esta consulta, cite de manera precisa el tipo de instrumento, el elemento óptico, con sus respectivas características.




TUTORÍAS

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : OPTICA GEOMÉTRICA TALLER No : 6 TÍTULO: Aplicación de instrumentos ópticos. DURACIÓN: 3 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo II. Sears y Z. Física TOMO II, Undécima. Capítulo 34

OBJETIVO • Identificar con precisión las partes que constituyen el ojo humano y su función

en el momento de leer un objeto. • Construir correctamente la imagen producida por un objeto utilizando con

espejos PREGUNTAS CONCEPTUALES Es necesario revisar la teoría que explica la construcción geométrica de imágenes a través de espejos y lentes. Mecanizando la construcción gráfica de las imágenes de los objetos frente a espejos planos y esféricos se podrán solucionar ejercicios y problemas sobre el tema. EJERCICIOS 1. Los radio de curvatura de una lente bicóncava son 35 cm y 40 cm de índice de 1.36 . Calcular el poder convergente de la lente y la imagen que se forma de un objeto colocado a 60 cm de la lente Pf. M. Herrera. Docente de Física

2. Los radios de curvatura de las superficies de una lente convergente delgada de menisco son R| = +12.0 cm y R2 = + 28.0 cm. El índice de refracción es de 1.60.

a. Calcule la posición y el tamaño de la imagen de un objeto con forma de flecha de 5.00 mm de altura, perpendicular al eje de la lente, 45.0 cm a la izquierda de la lente.

b. Se coloca una segunda lente convergente, de la misma distancia focal, 1.15 m a la derecha de la primera. Halle la posición y el tamaño de la imagen final. ¿ Es la imagen derecha o invertida con respecto al objeto original?

c. Repita el inciso (b) con la segunda lente 45.0 cm a la derecha de la primera

PROBLEMAS DE APLICACIÓN 1. Consulte el fenómeno óptico que sucede en una cámara fotográfica reflex. 2. Consulte y explique los elementos del ojo humano que hacen parte de la

óptica geométrica. 3. Construye el plano óptico de un microscopio, de un telescopio. Para cada uno

explique la parte óptica que es indispensable en ellos. Pf. M. Herrera. Docente de Física

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FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

TUTORIAS NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FÍSICA OPTICA Y ONDULATORIA MODULO DE TRABAJO: EFECTO FOTOELÉCTRICO TALLER N° 7 TITULO: Calculo de la constante de Plank DURACIÓN: 2 HORAS BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA: Sears y Z.,. Física tomo II. Serway Y R.,

Física Tomo II OBJETIVOS • Utilizando datos experimentales de algunos experimentos realiza las gráficas

correspondientes. • Analizar los resultados de las gráficas e interpretar los puntos críticos. .MATERIAL • Papel milimetrado • Papel logarítmico. MARCO TEORICO Para entender la relación existente entre algunas magnitudes físicas se debe recordar la proporcionabilidad; identificando las magnitudes directamente proporcionales y las inversamente proporcionales. En las magnitudes físicas se diferencia las variables independientes, las variables dependientes y las constantes. Cuando en un experimento se obtienen datos numéricos se hace necesario ordenarlos en tablas que permita visualizar los resultados de éste. Son estos datos numéricos los que deben representarse en una gráfica analizando de antemano la proporcionabilidad y el tipo de variable para elegir la variable y con el eje de las coordenadas; las pendientes; puntos de corte, comportamiento de la gráfica ofrecen la información de la relación entre variables. Pf. M. Herrera. Docente de Física PROCEDIMIENTO

Para realizar el análisis de gráficas se van a utilizar resultados de experimentos. 1. Cuando una cierta superficie metálica se ilumina con luz de diferentes

longitudes de onda se observan potenciales de frenado. El esquema muestra el fototubo, donde los electrones emitidos por le cátodo son empujados hacia el ánodo por la fuerza del campo eléctrico

Los resultados son:

Longitud de Onda (nm) 366 405 436 492 546 579 Potencial de frenado V ( v ) 1,48 1,15 0,93 0,62 0,36 0,24

Utilizando las siguientes expresiones: λ = c/f V= E/q Donde C = velocidad de la luz, f =frecuencia de la onda q = carga del electrón. E= la energía fotoelectrónica Realice los cálculos y elabore una tabla

Frecuencia f ( Hz) Energía E (J )


En papel milimetrado elabore la gráfica de la Energía E en Joules, en función de la frecuencia f en ( 1/s). Realice el cálculo de la pendiente, y lea los puntos críticos en la gráfica. Obtenga una ecuación que exprese estos resultados. Explique que significa el resultado de la pendiente de ésta gráfica. Pf. M. Herrera. Docente de Física



NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : FOTONES, ELECTRONES Y ATOMOS TALLER No : 8 TÍTULO: Efecto Fotoeléctrico. DURACIÓN: 2 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo 1, Sears y Z, Física Tomo I

OBJETIVO • Comprobar teóricamente que la energía asociada con el movimiento interno en

los átomos también está cuantizada. • Analizar el efecto fotoeléctrico y su aplicación industrial. PREGUNTA CONCEPTUAL Se debe revisar el efecto fotoeléctrico para entender que la emisión de electrones se produce cuando la luz incide sobre superficie de materiales. Estos electrones liberados absorben energía de la radiación incidente y entonces son capaces de vencer la atracción de las cargas positivas. Estos problemas le permite diferenciar a que se denomina función de trabajo, frecuencia umbral y el potencial de frenado. EJERCICIOS A. En cualquiera de los textos revise una tabla de la función de trabajo de varios

elementos. Encuentre en ellos la frecuencia umbral. B. Cuál es la longitud de onda de cada una de esta frecuencia. Compare estos

valores con una tabla de las longitudes de onda. Saque la conclusión. C. Utilice las gráficas del primer laboratorio y obtenga conclusiones.


PROBLEMAS. 1. Un laser usado para soldar retinas desprendidas emite luz con una longitud de

onda de 652 nm en pulsos de 20.0 ms de duración. La potencia promedio durante cada pulso es de 0.600 W a. ¿Cuánta energía se tiene en cada pulso en joules? ¿en electrón volts? b. Cuál es la energía de un fotón en joules? ¿en electrón volts? c. ¿Cuántos fotones hay en cada pulso?

2. La longitud de onda umbral fotoeléctrica de una superficie de tungsteno es de

272 nm. Calcule la energía cinética máxima de los electrones emitidos por esta superficie por una radiación ultravioleta incide de longitud de onda de 190 nm. ( Exprese la respuesta en electrón volts)

3. Cuando una luz ultravioleta con longitud de onda de 254 nm procede de un

arco de mercurio incide sobre una superficie limpia de cobre, el potencial de frenado necesario para detener la emisión de fotoelectrones es de 0.181 V. a. ¿Cuál es la longitud de onda umbral fotoeléctrica para esta superficie de

cobre? b. ¿cuál es la función de trabajo para esta superficie y cómo se compra su

valor calculado con el que se da en la tabla 40- 1 . PROBLEMAS DE APLICACIÓN Consulte: Consulte un caso donde se apliquen fotoceldas. Resalte la importancia y la necesidad en un proceso automatizado Pf. M. Herrera. Docente de Física



NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FÍSICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : ONDAS ELECTROMAGNETICAS TALLER No : 9 TÍTULO: La Luz DURACIÓN: 3 horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo II. Sears y Z. Física TOMO II, Undécima

OBJETIVOS Basados en las teorías de propagación de la luz, elaborar los siguientes ejercicios, utilizando, donde se requiera, los colores exactos para aplicar y haciendo la medición correspondiente. 1. La estrella más cercana a nuestro sistema solar aparte del sol, es Alfa

Centauro, a unos 4.2 a.1 de la Tierra. ¿A qué distancia está, en metros? 2. Utilizando la Tabla dibujar y calcular la longitud de onda y la frecuencia de esa

luz en el agua considerando que dada rayo incide un 40° (para este ejercicio elabore las mediciones exactas.)

Indice de Refracción del vidrio como función de la Longitud de Onda Longitud de onda en el aire (nm) w² = (2 )² (rad²/s²x10 ) n Color 361 2.72 1.539 Ultravioleta cercano 434 1.89 1.528 Azul 486 1.50 1.523 Azul – verde 589 1.02 1.517 Amarilla 656 0.82 1.514 Anaranjado 768 0.60 1.511 Rojo 1200 0.25 1.505 Infrarrojo

3. Ahora lea detenidamente el siguiente texto e interprete las gráficas.

Los colores del arco iris son el resultado de la dispersión de la luz por parte de las gotitas individuales de agua en el aire. Cuando la luz solar llega a una gota Pf. M. Herrera. Docente de Física

de lluvia, se refleja una vez antes de salir de ella. Son posibles muchas trayectorias; en la figura 36-22a se muestra dos de ellas. Las condiciones geométricas son tales que ningún rayo puede salir después de una reflexión a un ángulo mayor que unos 42°. Así, cuando el sol se encuentra bajo y detrás de un observador en Tierra, no le llega luz que proceda de gotas altas en el horizonte. En forma equivalente, cuando el sol queda detrás del observador, sólo las gotas que quedan dentro de un cono de unos 42| de ángulo, le reflejan la luz de sol figura 36-22b; además, todas las gotas en ese cono reflejan luz hacia el observador. Nos concretaremos a un disco que ajusta en el cono, por que la profundidad del cono es irrelevante. Otra cualidad el disco es que la luz se refleja más fuertemente desde las gotas de lluvia en la orilla, a unos 42°. Hasta ahora, la dispersión no ha desempeñado papel alguno. En efecto de ella es que el ángulo del radio exterior del disco es ligeramente distinto para diferentes colores. Como se ve en la figura 36-22c, el disco para la luz roja es mayor que para la luz azul. Como la intensidad de la luz en el disco es mayor en las orillas, lo que vemos es un anillo rojo fuera de uno azul, y los demás colores intercalados. Dentro del arco iris, todos los discos se traslapan, dando luz blanca. Construya el arco iris según ésta introducción. ¿Qué puede decir de cada onda?

4. Combine dos colores monocromáticos, explicando lo que se obtiene. Pf. M. Herrera. Docente de Física

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NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : MODELOS ATOMICOS TALLER No : 10 TÍTULO: Emisión y absorción de energía en el átomoDURACIÓN: 3 Horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Fishbane, Física para Ciencias e Ingeniería

Tomo II. Sears y Z. Física TOMO II, Undécima

OBJETIVOS • Analizar el desarrollo histórico del modelo del átomo y su influencia en la

ciencia. • Mecanizar el comportamiento de la emisión y absorción de energía en función

de niveles de energía • Analizar los tipos de espectros producidos por la materia. PREGUNTAS CONCEPTUALES Los diferentes modelos históricamente desarrollados por los investigadores fueron aportando a la construcción del conocimiento, tal que, por ejemplo, los espectros pueden entenderse en términos de dos ideas centrales; uno el concepto de fotón y la otra la de niveles de energía de los átomos, combinadas por Niels Bohr en 1.913 Según Bohr, un átomo puede efectuar una transición hacia un nivel de energía inferior si emite un fotón con energía igual a la diferente entre nivel inicial y final. Uno de los átomos más estudiado es el de hidrógeno nos permite analizar estos espectros. Pf. M. Herrera. Docente de Física

EJERCICIOS 1. Los materiales (fosfóricos) que recubren el interior de una lámpara fluorescente convierte la radiación ultravioleta (de la descarga de vapor de mercurio dentro del tubo) en luz invisible. ¿Podría hacerse un material a base de fósforo para convertir luz visible en ultravioleta? Explique. 2. Encuentre las longitudes de onda más larga y más corta en las series Lyman y

Paschen para el hidrógeno. ¿En qué región del espectro electromagnético cae cada serie?

3. El elemento desconocido tiene un espectro para absorción desde su nivel Fundamental con líneas en 3.0, 7.0 y 9.0 eV y su energía de ionización es de 10.0 eV. a. Dibuje un diagrama de niveles de energía para este elemento b. Sí este elemento absorbe un fotón de 9.0 eV. ¿qué energías pueden tener

los fotones subsecuentemente emitidos? PROBLEMAS DE APLICACIÓN 1. Realice una consulta donde pueda ver la importancia de la espectrocopía en

cualquier fenómeno natural. 2. Haga una consulta donde se resalte la aplicación industrial o médica de la

espectroscopía. Pf. M. Herrera. Docente de Física

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TUTORIAS

NOMBRE DE LA ASIGNATURA: FISICA OPTICA Y ONDULATORIA MÓDULO DE TRABAJO No : TOPICOS DE FISICA CUANTICA TALLER No : 11 TÍTULO: Niveles de Energía DURACIÓN: 2 Horas BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA Sears y Z. Física TOMO II, Undécima

Edición. Beiser, A. Fundamento de Física Moderna

OBJETIVO. 1. Calcular teóricamente la energía de emisión en el átomo de hidrógeno. 2. Mecanizar los conceptos sobre la teoría cuántica y sus aplicaciones. EJERCICIOS. 1. Considere un gran número de átomos de hidrógeno con todos los electrones

inicialmente en el estado n = 4. a. ¿Cuántas longitudes de onda diferente se podría observar en el espectro de

emisión de estos átomos? b. ¿Cuál es la longitud de onda más grande que se podrá observar? ¿ a qué

serie pertenece ésta? c. Explique el fenómeno físico. 2.Un fotón de rayos x de 0.45 nm se deflecta a través de un ángulo de 23° después de dispersarse en un electrón libre. a. ¿Cuál es la energía cinética del electrón de retroceso? b. ¿Cuál es su rapidez? c. Explique el fenómeno físico.


3. Cuando un metal de cesio se ilumina con una luz de longitud de onda de 500

nm, los fotoelectrones emitidos tienen una energía cinética máxima de 0.57 eV. Encuentre: a. La función del trabajo del cesio. b. Explique el fenómeno físico.

4. Realice una consulta donde encuentre la aplicación de éste tema. En ella, resalte su importancia, la clase de elementos utilizados y qué tanto alcance tiene en la tecnología actual.


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