CUESTIONARIO DE FSICA DE SEMICONDUCTORES

CAMPOS Y ONDAS (HEWITT, CAPS: 33, 36 Y 37) 1. Qu decimos que le sucede al espacio que rodea a un agujero negro, a un imn

o a una concentracin de carga elctrica, como la esfera cargada de un generador Van de Graaff?

2. Qu tipo de campo de fuerza rodea a: a) la Tierrra?, b) toda carga elctrica?

3. Cmo se pueden medir o determinar la magnitud y la direccin de un campo elctrico?

4. De acuerdo con la nota al pie de la pgina 520, qu representa la intensidad de un campo elctrico?

5. En qu direccin apuntan los vectores que representan a un campo elctrico?

6. Muestre por medio de tres esquemas de lneas de campo las configuraciones de los campos producidos por: a) una carga puntual positiva, b) dos cargas puntuales de signos contrarios (dipolo elctrico) y c) dos placas paralelas con cargas opuestas.

7. De qu depende la energa potencial de un objeto en un campo de fuerza?

8. Cuando se alza un objeto hasta cierta altura (mediante una fuerza que contrarreste la fuerza de atraccin gravitacional que ejerce la Tierra), realizando as trabajo sobre el objeto, qu sucede con la energa de ste?

9. Cundo aumenta la energa potencial elctrica de una partcula con carga?

10. Describa brevemente, con palabras, lo que muestra la figura 33.11.

11. Todava en relacin con la figura 33.11, a) Porqu la pequea carga positiva tiene ms energa potencial cuando est ms prxima a la esfera positivamente cargada? (Ver la leyenda de la figura). b) Qu suceder si soltamos la esferita?

12. a) Cmo es la energa potencial de un objeto con diez unidades de carga elctrica, que se encuentra en un punto especfico, comparada con la que tendra un objeto con una sola unidad de carga, que se encontrara en ese mismo punto?

b) Cmo es la energa potencial por unidad de carga de ambos objetos?

13. a) Qu nombre recibe la energa potencial elctrica por unidad de carga? b) Cmo se define la unidad de potencial elctrico que llamamos volt?

14. Para poder hablar de los voltajes (es decir de los potenciales) en determinados puntos dentro de un campo elctrico, es necesario que haya cargas ocupando esas posiciones?

15. Cmo se les llama a los extremos de un imn de barra y porqu se les llama as?

16. Qu diferencia importante existe entre las cargas elctricas y los polos magnticos?

17. Si se parte un imn de barra, cmo se comportan los fragmentos?

18. a) Qu hay en el espacio que rodea a un imn? b) Qu direccin tiene el campo magntico fuera de un imn? c) Cmo se comportan las agujas de las brjulas cuando se hallan en un campo magntico? (Ver la figura 36.5)

19. a) Qu se requiere para que una carga elctrica se halle rodeada de un campo magntico (adems del campo elctrico que siempre la rodea)? b) Qu campos de fuerza tienen asociados las cargas elctricas en movimiento? c) Qu es lo que produce un campo magntico?

20. Qu movimientos de los electrones en los tomos generan campo magntico? Describa brevemente los dos tipos de movimiento que se presentan.

21. a) Por qu si todo electrn en rotacin es un imn diminuto, la mayora de las sustancias no se comportan como imanes? b) Qu ocurre en el hierro, el nquel y el cobalto (que s se comportan como imanes)?

22. a) A qu se debe que los tomos de hierro se alineen y formen los cmulos llamados dominios magnticos? b) Cul es la diferencia entre un trozo de hierro ordinario y un imn de hierro?

23. a) Cmo se hacen los imanes permanentes?

b) Qu sucede si dejamos caer o calentamos un imn permanente?

24. a) Cmo se puede demostrar la existencia de un campo magntico en torno a un alambre conductor que transporta corriente? Explique. b) Qu forma tiene el campo magntico generado por la corriente en el alambre? c) Qu sucede si se invierte el sentido de la corriente?

25. Cmo se explica que la intensidad del campo magntico dentro de una bobina (que no es ms que un rollo de alambre) que transporta corriente, se incremente a medida que aumenta el nmero de espiras (esto es, el nmero de vueltas en el enrollamiento)? Nota. Una bobina puede ser plana, cuando el rollo de alambre forma un haz en forma de anillo, o alargada (tambin llamada solenoidal), cuando el enrollamiento se extiende en la forma de una espiral.

26. Tomando como base las fotografas de la figura 36.13, dibuje tres esquemas que muestren la forma del campo magntico alrededor de: a) un alambre recto que transporta corriente, b) una espira circular que transporta corriente, y c) una bobina solenoidal.

27. a) Qu le sucede a una partcula con carga cuando se mueve en un campo magntico? b) Qu le sucede a una corriente de partculas cargadas que se desplazan en un campo magntico? c) Qu pasa si las partculas cargadas circulan por un alambre, cuando responden a la fuerza (magntica) deflectora? d) Qu sucede si se invierte el sentido de la corriente?

Nota. Es importante entender bien lo que nos ensean los experimentos descritos en las secciones 36.5 y 36.6 acerca de los campos magnticos y las cargas elctricas en movimiento. En resumen, nos demuestran: a) que los campos magnticos se generan por el movimiento de cargas elctricas y, b) que las cargas elctricas experimentan fuerzas magnticas deflectoras, cuando se mueven a travs de un campo magntico. Por eso las bobinas con corriente constituyen electroimanes, y los alambres con corriente experimentan una fuerza deflectora cuando se localizan en un campo magntico.

28. Describa el fenmeno de la induccin de un voltaje en una bobina, en el experimento que se muestra en la figura 37.1.

29. a) En qu forma depende el voltaje inducido del nmero de espiras (vueltas) de alambre de la bobina en la que se introduce el imn? (Ver, por ejemplo, la figura 37.3). b) Por qu se necesita ms fuerza (y en consecuencia se realiza ms trabajo) para introducir el imn en una bobina con ms espiras? (Ver, por ejemplo, la figura 37.4). c) En qu forma depende el voltaje inducido de la rapidez con la que se introduce el imn en la bobina?

30. Qu sucede, en general, cuando cambia el campo magntico que rodea a un conductor, y cmo se llama ese fenmeno?

31. Enuncie la ley (de induccin) de Faraday, como se presenta en la pgina 581. (Este enunciado aunque es sencillo y til no es, sin embargo, el ms general para esta ley de la naturaleza).

32. Cmo son los voltajes inducidos en una espira de caucho (o de cualquier otro material aislante como el plstico) y en una espira de cobre (que es conductor)?

33. Cul es la perspectiva ms fundamental para examinar el fenmeno de la induccin electromagntica? b) Enuncie la ley de (induccin) de Faraday en su sentido ms general.

34. Enuncie la contraparte de la ley de Faraday, descubierta por J. C. Maxwell en la dcada de 1860.

35. Cmo se pueden producir fcilmente ondas electromagnticas en el espacio? (Ver la figura 37.16)

36. De qu se compone una onda electromagntica?

37. Cmo son en cualquier punto (al paso de una onda electromagntica) los campos elctrico y magntico, entre s y con respecto a la direccin de propagacin de la onda? Reproduzca el esquema de la figura 37.17 que representa la orientacin de los campos.

38. a) Qu es la luz? b) Qu parte del intervalo de frecuencias correspondiente a la luz se percibe como color rojo y qu parte como color violeta?