Fsica Moderna Pau

7/21/2019 Fsica Moderna Pau

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Ejercicios Física PAU Comunidad de Madrid 2000-2014. Enunciados Física [email protected]. e!isado 2" fe#rero 2014

2014-ModeloA. Pregunta 5.- Una roca con$iene dos is%$opos radioac$i!os& A ' (& de periodos desemidesin$e)raci%n 1*00 a+os ' 1000 a+os& respec$i!amen$e. Cuando ,a roca se form% e,con$enido de nc,eos de A ' ( era e, mismo.a /i ac$ua,men$e ,a roca con$iene e, do#,e de nc,eos de A que de (& qu edad $iene ,a roca# 3u is%$opo $endr ma'or ac$i!idad 2500 a+os despus de su formaci%nB. Pregunta 5.-

a 6e$ermine ,a masa ' ,a can$idad de mo!imien$o de un pro$%n cuando se mue!e con una!e,ocidad de 2&708109 m s-1.# Ca,cu,e e, aumen$o de ener)ía necesario para que e, pro$%n de, apar$ado an$erior cam#ie su!e,ocidad de !1 : 2&708109 m s-1 a !2 : 2&958109 m s-1.Datos: Masa del protón en reposo = 1,67×10 -27 kg; Velocidad de la lu en el !ac"o= #×10 $ % s-1 2013- SeptiembreA. Pregunta 4.- 6os mues$ras de ma$eria, radioac$i!o& A ' (& se prepararon con $res meses dediferencia. ;a mues$ra A& que se prepar% en primer ,u)ar& con$enia do#,e can$idad de cier$o is%$oporadioac$i!o que ,a (. En ,a ac$ua,idad& se de$ec$an 2000 desin$e)raciones por <ora en am#asmues$ras. 6e$ermine=a E, periodo de semidesin$e)raci%n de, is%$opo radioac$i!o.# ;a ac$i!idad que $endrn am#as mues$ras den$ro de un a+o.B. Pregunta 4.- a Ca,cu,e ,a ,on)i$ud de onda de un fo$%n que posea ,a misma ener)ía que un e,ec$r%n en reposo.# Ca,cu,e ,a frecuencia de dic<o fo$%n '& a ,a !is$a de ,a $a#,a& indique a qu $ipo de radiaci%ncorrespondería.

U,$ra!io,e$a En$re 7&5>1014 ? ' ">1017 ?

a'os- En$re ">1017 ? ' ">101B ?

a'os )amma Ms de ">101B ?

Datos: Masa del electrón, %e =&,11×10 -#1 kg; 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s;Velocidad de la lu en el !ac"o, c = #×10 $ % s-1 2013-Junio

A. Pregunta 4.- ;a !ida media de un e,emen$o radioac$i!o es de 25 a+os. Ca,cu,e=a E, $iempo que $iene que $ranscurrir para que una mues$ra de, e,emen$o radioac$i!o reduca suac$i!idad a, 70.# ;os procesos de desin$e)raci%n que se producen cada minu$o en una mues$ra que con$iene 10 B

nc,eos radioac$i!os.B. Pregunta 4.- ;os e,ec$rones emi$idos por una superficie me$,ica $ienen una ener)ía cin$icam>ima de 2&5 eD para una radiaci%n inciden$e de "50 nm de ,on)i$ud de onda. Ca,cu,e=a E, $ra#ajo de e>$racci%n de un mo, de e,ec$rones en ju,ios.# ;a diferencia de po$encia, mínima po$encia, de frenado requerida para frenar ,os e,ec$ronesemi$idos.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s ; %ero de .!ogadro: = 6,02×10 2# %ol -1 ;Valor a/soluto de la carga del electrón, e= 1,60×10 -1& ' ;2013-ModeloA. Pregunta 5.- E, Co-*0 es un e,emen$o radiac$i!o cu'o periodo de semidesin$e)raci%n es de5&27 a+os. /e dispone inicia,men$e de una mues$ra radiac$i!a de Co-*0 de 2 ) de masa. Ca,cu,e=a ;a masa de Co-*0 desin$e)rada despus de 10 a+os.# ;a ac$i!idad de ,a mues$ra despus de dic<o $iempo.Dato: %ero de .!ogadro: = 6,02#×10 2# %ol -1 B. Pregunta 5.- Una radiaci%n monocrom$ica de ,on)i$ud de onda : 10-7 m incide so#re unme$a, cu'a frecuencia um#ra, es 281014 ?. 6e$ermine=a ;a funci%n de $ra#ajo ' ,a ener)ía cin$ica m>ima de ,os e,ec$rones.# E, po$encia, de frenado.Dato: 'onstante de (lanck ) = 6,62×10 -#* + s

2012-SeptiembreA. Pregunta 5.- E, $ra#ajo de e>$racci%n de un ma$eria, me$,ico es 2&5 eD. /e i,umina con ,umonocrom$ica ' ,a !e,ocidad m>ima de ,os e,ec$rones emi$idos es de 1&5810* m s-1. 6e$ermine=a ;a frecuencia de ,a ,u inciden$e ' ,a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a ,os e,ec$rones

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emi$idos.# ;a ,on)i$ud de onda con ,a que <a' que i,uminar e, ma$eria, me$,ico para que ,a ener)íacin$ica m>ima de ,os e,ec$rones emi$idos sea de 1&B eD.Datos: 'onstante de (lanck, ) = 6,6#×10 -#* + s; Valor a/soluto de la carga del electrón, e=1,60×10 -1& '; Masa del electrón, %e =&,11×10 -#1 kg; Velocidad de la lu en el !ac"o, c = #×10 $ % s-1

B. Pregunta 5.- E, periodo de semidesin$e)raci%n de un is%$opo radiac$i!o es de 1940 a+os. /iinicia,men$e se $iene una mues$ra de "0 ) de ma$eria, radiac$i!o&

a 6e$ermine qu masa quedar sin desin$e)rar despus de 500 a+os.# Cun$o $iempo <a de $ranscurrir para que queden sin desin$e)rar " ) de ,a mues$ra2012-JunioA. Pregunta 5.- /e dispone de 20 ) de una mues$ra radiac$i!a ' $ranscurridos 2 días se <andesin$e)rado 15 ) de ,a misma. Ca,cu,e=a ;a cons$an$e de desin$e)raci%n radiac$i!a de dic<a mues$ra.# E, $iempo que de#e $ranscurrir para que se desin$e)re e, B0 de ,a mues$ra.B. Pregunta 5.- Una par$ícu,a de 1 m) de masa en reposo es ace,erada desde e, reposo <as$aque a,cana una !e,ocidad ! : 0&* c& siendo c ,a !e,ocidad de ,a ,u en e, !acío. 6e$ermine=a ;a masa de ,a par$ícu,a cuando se mue!e a ,a !e,ocidad !.# ;a ener)ía que <a sido necesario suminis$rar a ,a par$ícu,a para que s$a a,cance dic<a!e,ocidad !.Dato: Velocidad de la lu en el !ac"o, c = #×10 $ % s -1 2012-ModeloA. Pregunta 4.- A, i,uminar con ,u de frecuencia 9&081014 ? una superficie me$,ica se o#$ienenfo$oe,ec$rones con una ener)ía cin$ica m>ima de 1&*810-1B G.a Cu, es ,a funci%n de $ra#ajo de, me$a, E>prese su !a,or en eD.# 6e$ermine ,a ,on)i$ud de onda mínima de ,os fo$ones que producirían fo$oe,ec$rones en dic<oma$eria,.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s; !elocidad de la lu en el !ac"o c = #,00×10 $ %s;!alor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6×10 -1& 'B. Pregunta 4.- En un ,a#ora$orio se reci#en 100 ) de un is%$opo desconocido. Hranscurridas 2<oras se <a desin$e)rado e, 20 de ,a masa inicia, de, is%$opo.

a Ca,cu,e ,a cons$an$e radiac$i!a ' e, periodo de semidesin$e)raci%n de, is%$opo.# 6e$ermine ,a masa que quedar de, is%$opo ori)ina, $ranscurridas 20 <oras.2011-Septiembre-CoincidenteA. Cueti!n 3.- Una radiaci%n de ,u u,$ra!io,e$a de "50 nm de ,on)i$ud de onda incide so#re unasuperficie de po$asio. /i e, $ra#ajo de e>$racci%n de un e,ec$r%n para e, po$asio es de 2 eD&de$ermine=a ;a ener)ía por fo$%n de ,a radiaci%n inciden$e& e>presada en e,ec$ron-!o,$ios# ;a !e,ocidad m>ima de ,os e,ec$rones emi$idos.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s; !elocidad de la lu en el !ac"o c = #,00×10 $ %s;!alor a/soluto de la carga del electrón e= 1,60×10 -1& '; %asa del electrón % = &,11×10 -#1 kgB. Problema 2.- ;a cons$an$e radioac$i!a de, Co#a,$o-*0 es 0&1" a+os-1 ' su masa a$%mica 5B&B"u. 6e$ermine=

a EI periodo de semidesin$e)raci%n deI is%$opo.# ;a !ida media de, is%$opo.c ;a ac$i!idad de una mues$ra de 20 ) de, is%$opo.d E, $iempo que <a de $ranscurrir para que en ,a mues$ra an$erior queden 5 ) de, is%$opo.Dato: de .!ogadro = 6,02 10 2# ncleos%ol 2011-SeptiembreA. Problema 2.-34nunciado casi id5ntico a 2001-Modelo-.-(ro/le%a 2, %"ni%a !ariación datos A, i,uminar un me$a, con ,u de frecuencia 2&5×1015 ? se o#ser!a que emi$e e,ec$rones cu'opo$encia, de frenado es de 7&2 D. /i a con$inuaci%n se i,umina con o$ra ,u de ,on)i$ud de onda1&9×10-7 m& dic<o po$encia, pasa a ser "&9 D. 6e$ermine=a E, !a,or de ,a cons$an$e de P,ancJ.# E, $ra#ajo de e>$racci%n de, me$a,.

Datos: Velocidad de la lu en el !ac"o c = #,00×10 $ % s-1Valor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6×10 -1& ';2011-Junio-CoincidenteA. Problema 2.- Cuando una ,u monocrom$ica de "00 nm de ,on)i$ud de onda incide so#re una

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mues$ra de ,i$io& ,os e,ec$rones emi$idos $ienen una ener)ía cin$ica m>ima de 1&*5 eD. Ca,cu,e=a ;a ener)ía de, fo$%n inciden$e.# ;a funci%n de $ra#ajo de, ,i$io.c ;a ener)ía cin$ica m>ima de ,os e,ec$rones emi$idos& cuando ,a ,on)i$ud de onda de ,osfo$ones es de 400 nm.d ;a ,on)i$ud de onda m>ima de ,a radiaci%n e,ec$roma)n$ica para producir e, efec$ofo$oe,c$rico en e, ,i$io.

Datos: 'arga del electrón e= 1,6×10 -1& '; !elocidad de la lu en el !ac"o c = #,00×10 $ %s;constante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + sB. Cueti!n 3.- Un e,ec$r%n se ace,era a una !e,ocidad de 1 >105 mKs median$e un ace,erador depar$ícu,as.a Cu, ser su ,on)i$ud de onda# Cu, ser ,a ener)ía que de#ería de $ener un <a de ,u para que $en)a ,a misma ,on)i$ud deonda que e, e,ec$r%nDatos: Masa del electrón %e = &,11×10 -#1 kg; Valor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6×10 -1& '; 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s; Velocidad de la lu c = #,00×10 $ %s;2011-JunioB. Cueti!n 3.- /e $iene una mues$ra de 90 m) de, is%$opo 22*a cu'a !ida media es de 1*00a+os.a Cun$a masa de dic<o is%$opo quedar a, ca#o de 500 a+os# 3u $iempo se requiere para que su ac$i!idad se reduca a ,a cuar$a par$e 2011-ModeloB. Cueti!n 3.-d5ntico a 2010-Modelo 8 'uestión #2010-Septiembre-"ae #pec$%icaB. Cueti!n 3.- Una mues$ra de un or)anismo !i!o presen$a en e, momen$o de morir unaac$i!idad radiac$i!a por cada )ramo de car#ono& de 0&25 (q correspondien$e a, is%$opo 14C./a#iendo que dic<o is%$opo $iene un periodo de semidesin$e)raci%n de 57"0 a+os& de$ermine=a ;a cons$an$e radiac$i!a de, is%$opo 14C.# ;a edad de una momia que en ,a ac$ua,idad presen$a una ac$i!idad radiac$i!a correspondien$e

aí is%$opo14

C de 0&1*" (q& por cada )ramo de car#ono.Datos: 1 89 = 1 desintegraciónsegundo 'onsidere 1 ao=#6 d"as2010-Septiembre-"ae &eneralA. Cueti!n 3.- /e i,umina un me$a, con ,u correspondien$e a ,a re)i%n de, amari,,o& o#ser!andoque se produce efec$o fo$oe,c$rico. E>p,ique si se modifica o no ,a ener)ía cin$ica m>ima de ,ose,ec$rones emi$idos=a /i i,uminando e, me$a, con ,a ,u amari,,a indicada se dup,ica ,a in$ensidad de ,a ,u.# /i se i,umina e, me$a, con ,u correspondien$e a ,a re)i%n de, u,$ra!io,e$a.B. Cueti!n 3.- E, $ri$io es un is%$opo de, <idr%)eno de masa a$%mica i)ua, a "&01* u. /u nc,eoes$ formado por un pro$%n ' dos neu$rones.a 6efina e, concep$o de defec$o de masa ' ca,c,e,o para e, nc,eo de $ri$io.# 6efina e, concep$o de ener)ía media de en,ace por nuc,e%n ' ca,c,e,o para e, caso de, $ri$io&

e>presando e, resu,$ado en unidades de MeD.Datos: Masa del protón % p=1,007# u; Masa del neutrón %n=1,00$7 uValor a/soluto de la carga del electrón e=1,6×10 -1& '<nidad de %asa ató%ica u= 1,67×10 -27 kg; Velocidad de la lu en el !ac"o c= #×10 $ %s2010-Junio-CoincidenteA. Cueti!n 3.- aone si ,as si)uien$es afirmaciones son correc$as o incorrec$as=a Conociendo nicamen$e ,a ac$i!idad de una sus$ancia radiac$i!a en un ins$an$e de$erminado nose puede de$erminar su cons$an$e de desin$e)raci%n.# ;a radiaci%n #e$a es sensi#,e a campos ma)n$icos& mien$ras que ,a )amma no.B. Cueti!n 3.- aone si ,as si)uien$es afirmaciones son correc$as o incorrec$as=a 6e acuerdo con e, principio de conser!aci%n de ,a ener)ía& ,os fo$oe,ec$rones emi$idos por unme$a, irradiado $ienen ,a misma ener)ía que ,os fo$ones que a#sor#en.

# /i se irradia con ,u #,anca un me$a, ' se produce e, efec$o fo$oe,c$rico en $odo e, ran)o defrecuencias de dic<a ,u& ,os fo$oe,ec$rones emi$idos con ma'or ener)ía cin$ica son ,os ori)inadospor ,as componen$es espec$ra,es de ,a re)i%n de, rojo.B. Problema 2.- Una par$ícu,a de car)a Le ' masa 2&"2×10-2" ) se mue!e con !e,ocidad

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cons$an$e ⃗v=105⃗ i (ms

-1) a ,o ,ar)o de, eje & desde !a,ores ne)a$i!os de, mismo. A, ,,e)ar a

>:0& por efec$o de un campo ma)n$ico uniforme B=0,6k (T ) en ,a re)i%n con >0& ,a par$ícu,a

descri#e media circunferencia ' sa,e de ,a re)i%n de campo ma)n$ico en sen$ido opues$o a, deen$rada.d N#$en)a e, !a,or de ,a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a ,a par$ícu,a.Datos: Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6×10 -1& '

'onstante de (lanck ) = 6,6#× 10 -#*

+ s2010-Junio-"ae #pec$%icaA. Cueti!n 3.- 6os par$ícu,as poseen ,a misma ener)ía cin$ica. 6e$ermine en ,os dos casossi)uien$es=a ;a re,aci%n en$re ,as ,on)i$udes de onda de 6e (ro),ie correspondien$es a ,as dos par$ícu,as& si,a re,aci%n en$re sus masas es m1 : 50 m2.# ;a re,aci%n que e>is$e en$re ,as !e,ocidades& si ,a re,aci%n en$re sus ,on)i$udes de onda de 6e(ro),ie es 1:500 2.B. Cueti!n 3.- Una radiaci%n monocrom$ica de ,on)i$ud de onda de *00 nm incide so#re unme$a, cu'o $ra#ajo de e>$racci%n es de 2 eD. 6e$ermine=a ;a ,on)i$ud de onda um#ra, para e, efec$o fo$oe,c$rico.# ;a ener)ía cin$ica m>ima de ,os e,ec$rones emi$idos e>presada en eD.

Datos: Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6×10 -1&

''onstante de (lanck ) = 6,6#× 10 -#* + s; Velocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $ % s-1 2010-Junio-"ae &eneralB. Cueti!n 3.- 6e ,os 120 ) inicia,es de una mues$ra radiac$i!a se <an desin$e)rado& en 1 <ora&e, 10 de ,os nc,eos. 6e$ermine=a ;a cons$an$e de desin$e)raci%n radiac$i!a ' e, periodo de semidesin$e)raci%n de ,a mues$ra.# ;a masa que quedar de ,a sus$ancia radiac$i!a $ranscurridas 5 <oras.2010-ModeloB. Cueti!n 3.- Cues$i%n 5 en Mode,o pre,iminar que no con$emp,a#a dos opciones disjun$as;a ener)ía mínima necesaria para e>$raer un e,ec$r%n de, sodio es de 2&" eD. E>p,ique si seproducir e, efec$o fo$oe,c$rico cuando se i,umina una ,mina de sodio con ,as si)uien$esradiaciones=

a ;u roja de ,on)i$ud de onda *90 nm.# ;u au, de ,on)i$ud de onda "*0 nm.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s; Velocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $ %sValor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6×10 -1& '200'-SeptiembreCueti!n 5.- ;a ener)ía en reposo de un e,ec$r%n es 0&511 MeD. /i e, e,ec$r%n se mue!e con una!e,ocidad !:0&9 c& siendo c ,a !e,ocidad de ,a ,u en e, !acío=a Cu, es ,a masa re,a$i!is$a de, e,ec$r%n para es$a !e,ocidad# Cu, es ,a ener)ía re,a$i!is$a $o$a,Datos: Valor a/soluto de la carga del electrón e=1,6×10 -1& 'Velocidad de la lu en el !ac"o c= #×10 $ %sA. Problema 2.- En un $iempo de$erminado& una fuen$e radiac$i!a A $iene una ac$i!idad de1&*81011 (q ' un periodo de semidesin$e)raci%n de 9&B9"8105 s ' una se)unda fuen$e ( $iene unaac$i!idad de 9&581011 (q. ;as fuen$es A ' ( $ienen ,a misma ac$i!idad 45&0 días ms $arde.6e$ermine=a ;a cons$an$e de desin$e)raci%n radiac$i!a de ,a fuen$e A.# E, nmero de nc,eos inicia,es de ,a fuen$e A.c E, !a,or de ,a ac$i!idad comn a ,os 45 días.d ;a cons$an$e de desin$e)raci%n radiac$i!a de ,a fuen$e (.ota: 1 89= 1 desintegraciónsegundo200'-JunioCueti!n 5.- Una roca con$iene dos is%$opos radiac$i!os A ' ( de periodos de semidesin$e)raci%nde 1*00 a+os ' 1000 a+os respec$i!amen$e. Cuando ,a roca se form% e, con$enido de A ' ( era e,

mismo 10

15

nc,eos en cada una de e,,as.a 3u is%$opo $enía una ac$i!idad ma'or en e, momen$o de su formaci%n# 3u is%$opo $endr una ac$i!idad ma'or "000 a+os despus de su formaci%nota: 'onsidere 1 ao = #6 d"as

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200'-ModeloCueti!n 5.- 6iscu$a ,a !eracidad o fa,sedad de ,as si)uien$es afirmaciones=d Un fo$%n de ,u naranja es ms ener)$ico que un fo$%n de ,u roja.A. Problema 2.- E, periodo de semidesin$e)raci%n de, 229a es de 5&7* a+os mien$ras que e,de 224a es de "&** días. Ca,cu,e ,a re,aci%n que e>is$e en$re ,as si)uien$es ma)ni$udes dees$os dos is%$opos=a ;as cons$an$es radiac$i!as.

# ;as !idas medias.c ;as ac$i!idades de 1 ) de cada is%$opo.d ;os $iempos para ,os que e, nmero de nc,eos radiac$i!os se reduce a ,a cuar$a par$e de su!a,or inicia,.200(-SeptiembreCueti!n 5.- ;a ,on)i$ud de onda um#ra, de ,a ,u u$i,iada para ,a emisi%n de e,ec$rones en unme$a, por efec$o fo$oe,c$rico es ,a correspondien$e a, co,or amari,,o. E>p,ique si son !erdaderas ofa,sas ,as si)uien$es afirmaciones=a I,uminando con ,a ,u amari,,a um#ra,& si dup,icamos ,a in$ensidad de ,u dup,icaremos $am#in,a ener)ía cin$ica de ,os e,ec$rones emi$idos.# I,uminando con ,u u,$ra!io,e$a no o#ser!aremos emisi%n de e,ec$rones.A. Problema 1.- En una mues$ra de acar <a' 2&181024 $omos de car#ono. 6e s$os& uno decada 1012 $omos corresponden a, is%$opo radiac$i!o 14C . Como consecuencia de ,a presencia dedic<o is%$opo ,a ac$i!idad de ,a mues$ra de acar es de 9&1 (q.a Ca,cu,e e, nmero de $omos radiac$i!os inicia,es de ,a mues$ra ' ,a cons$an$e dedesin$e)raci%n radiac$i!a de, 14C .# Cun$os a+os <an de pasar para que ,a ac$i!idad sea inferior a 0&01 (qota: 1 89 = 1 desintegraciónsegundo200(-JunioCueti!n 4.- E, po$encia, de frenado de ,os e,ec$rones emi$idos por ,a p,a$a cuando se incideso#re e,,a con ,u de ,on)i$ud de onda de 200 nm es 1&49 D. 6educa=a ;a funci%n de $ra#ajo o $ra#ajo de e>$racci%n de ,a p,a$a& e>presada en eD.# ;a ,on)i$ud de onda um#ra, en nm para que se produca e, efec$o fo$oe,c$rico.

Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#*

+ s; Velocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $

%sValor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6×10 -1& 'Cueti!n 5.- Gus$ifique si son !erdaderas o fa,sas ,as si)uien$es afirmaciones& se)n ,a $eoría de,a re,a$i!idad especia,=a ;a masa de un cuerpo con !e,ocidad ! respec$o de un o#ser!ador es menor que su masa enreposo.# ;a ener)ía de en,ace de, nc,eo a$%mico es proporciona, a, defec$o de masa nuc,ear Om.200(-ModeloCueti!n 5.- En un e>perimen$o de efec$o fo$oe,c$rico un <a de ,u de 500 nm de ,on)i$ud deonda incide so#re un me$a, cu'a funci%n de $ra#ajo o $ra#ajo de e>$racci%n es de 2&1 eD. Ana,ice,a !eracidad o fa,sedad de ,as si)uien$es afirmaciones=a ;os e,ec$rones arrancados pueden $ener ,on)i$udes de onda de 6e (ro),ie menores que 10-B

m.# ;a frecuencia um#ra, de, me$a, es ma'or que 1014 ?.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s; Velocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $ %sMasa del electrón %e = &,1×10 -#1 kg; Valor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6× 10 -1& 'B. Problema 2.- E, deu$erio es un is%$opo de, <idr%)eno de masa a$%mica i)ua, a 2&01"* u. /unc,eo es$ formado por un pro$%n ' un neu$r%n.a Indique e, nmero a$%mico ' e, nmero msico A de, deu$erio.# Ca,cu,e e, defec$o de masa de, nc,eo de deu$erio.c Ca,cu,e ,a ener)ía media de en,ace e>presada en MeD por nuc,e%n de, deu$erio.d /i un i%n de deu$erio es ace,erado median$e un campo e,c$rico& par$iendo de, reposo&en$re dos pun$os con una diferencia de po$encia, de 2000 D& ca,cu,e su ,on)i$ud de onda de 6e(ro),ie asociada.

Datos: Masa del protón % p=1,007# u; Masa del neutrón %n=1,00$7 uValor a/soluto de la carga del electrón e=1,6×10 -1& '; <nidad de %asa ató%ica u = 1,67×10 -27 kgVelocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $ %s; 'onstante de (lanck )= 6,6#×10 -#* + s200)-Septiembre

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Cueti!n 5.- 6e$ermine ,a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie ' ,a ener)ía cin$ica& e>presada en eD&de= a un e,ec$r%n cu'a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie es i)ua, a ,a ,on)i$ud de onda en e, !acíode un fo$%n de ener)ía 104 eDQ # una piedra de masa 90 ) que se mue!e con una !e,ocidad de 2mKs.Datos: 'onstante de (lanck )=6,6#×10 -#* + s; Velocidad de la lu en el !ac"o c=#×10 $ % s-1

Masa del electrón %e=&,1×10 -#1 kg; Valor a/soluto de la carga del electrón e=1,6×10 -1& '200)-Junio

Cueti!n 4.- Un pro$%n que se mue!e con !e,ocidad cons$an$e en e, sen$ido posi$i!o de, eje pene$ra en una re)i%n de, espacio donde <a' un campo e,c$rico ⃗E =4×10

5⃗k N /C ' un

campo ma)n$ico B=−2⃗ j T & siendo k ' ⃗ j ,os !ec$ores uni$arios en ,as direcciones de,os ejes e R respec$i!amen$e.# En ,as condiciones de, apar$ado an$erior& ca,cu,e ,a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie de, pro$%n.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s; Masa del protón % p = 1,67×10 -27 kg Cueti!n 5.-. Una mues$ra de un ma$eria, radiac$i!o posee una ac$i!idad de 115 (qinmedia$amen$e despus de ser e>$raída de, reac$or donde se form%. /u ac$i!idad 2 <orasdespus resu,$a ser 95&2 (q.a Ca,cu,e e, período de semidesin$e)raci%n de ,a mues$ra.# Cun$os nc,eos radiac$i!os e>is$ían inicia,men$e en ,a mues$ra

Dato: 1 89 = 1 desintegraciónsegundo200)-ModeloCueti!n 5.-Un e,ec$r%n de un $omo sa,$a desde un ni!e, de ener)ía de 5 eD a o$ro inferior de " eD&emi$indose un fo$%n en e, proceso. Ca,cu,e ,a frecuencia ' ,a ,on)i$ud de onda de ,a radiaci%nemi$ida& si es$a se propa)a en e, a)ua.Datos: ndice de re>racción del agua nagua = 1,## Velocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $ %s'onstante de (lanck ) = 6,6#×10 -#* + s Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6×10 -1& ' B. Problema 2.- Una mues$ra con$iene inicia,men$e 1020 $omos& de ,os cua,es un 20corresponden a ma$eria, radiac$i!o con un periodo de semidesin$e)raci%n o semi!ida de 1" a+os.Ca,cu,e=a ;a cons$an$e de desin$e)raci%n de, ma$eria, radiac$i!o.

# E, nmero de $omos radiac$i!os inicia,es ' ,a ac$i!idad inicia, de ,a mues$ra.c E, nmero de $omos radiac$i!os a, ca#o de 50 a+os.d ;a ac$i!idad de ,a mues$ra a, ca#o de 50 a+os.200*-SeptiembreCueti!n 5.- ;a ,e' de desin$e)raci%n una sus$ancia radioac$i!a es a si)uien$e& donde S : S0 eT0&00"$ & donde S represen$a e, nmero de nc,eos presen$es en ,a mues$ra en e, ins$an$e $./a#iendo que $ es$ e>presado en días& de$ermine=a E, periodo de semidesin$e)raci%n o semi!ida de ,a sus$ancia. H 1K2

# ;a fracci%n de nc,eo radiac$i!os sin desin$e)rar en e, ins$an$e $ : 5H1K2

200*-JunioCueti!n 5.- Ca,cu,e en ,os dos casos si)uien$es ,a diferencia de po$encia, con que de#e serace,erado un pro$%n que par$e de, reposo para que despus de a$ra!esar dic<o po$encia,=

# ;a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a, pro$%n sea 5>10-1"m.Datos: 'arga del protón 9 p = 1,6 ? 10 -1& '; Masa del protón % p=1,67? 10 -27 kg'onstante de (lanck ) = 6,6# ? 10 -#* + s200*-ModeloCueti!n 5.- /e i,umina una superficie me$,ica con ,u cu'a ,on)i$ud de onda es de "00 nm&siendo e, $ra#ajo de e>$racci%n de, me$a, de 2&4* eD Ca,cu,e=a ,a ener)ía cin$ica m>ima de ,os e,ec$rones emi$idos por e, me$a,Q# ,a ,on)i$ud de onda um#ra, para e, me$a,.Datos: Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6 × 10 @1& 'Velocidad de la Au en el !ac"o c = # × 10 $ %s-1 ; 'onstante de (lack ) = 6,6# × 10 @#* +s2005-SeptiembreCueti!n 5.- Un pro$%n que par$e de, reposo es ace,erado por una diferencia de po$encia, de 10 D.6e$ermine=# ,a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a, pro$%n mo!indose con ,a !e,ocidad an$erior.Datos: 'onstante de (lanck = 6,6#× 10 -#* + s; Masa del protón = 1,67×10 -27 kg; 'arga del protón =

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1,6×10 -1& '2005-JunioCueti!n 5.- Un e,ec$r%n que par$e de, reposo es ace,erado por una diferencia de po$encia, de 50D. Ca,cu,e=# ;a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a, e,ec$r%n despus de a$ra!esar dic<o po$encia,.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6#× 10 -#* + s; Velocidad de la lu en el !ac"o c = #×10 $ % s-1 Masa del electrón %e=&,1×10 -#1 kg; Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6×10 -1& '2005-ModeloCueti!n 5.- Una par$ícu,a ' un pro$%n $ienen ,a misma ener)ía cin$ica. Considerando que ,amasa de ,a par$ícu,a es cua$ro !eces ,a masa de, pro$%n=a 3u re,aci%n e>is$e en$re ,os momen$os ,inea,es de es$as par$ícu,as# 3u re,aci%n e>is$e en$re ,as ,on)i$udes de onda de 6e (ro),ie correspondien$e a es$aspar$ícu,as2004-SeptiembreCueti!n 5.- E, $ra#ajo de e>$racci%n para e, sodio es de 2&5 eD. Ca,cu,e=a ;a ,on)i$ud de onda de ,a radiaci%n que de#emos usar para que ,os e,ec$rones sa,)an de, me$a,con una !e,ocidad m>ima de 107 ms-1.# ;a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a ,os e,ec$rones que sa,en de, me$a, con ,a!e,ocidad de 107 ms-1 Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6# ?10 -#* +s; Velocidad de la lu en el !ac"o c = #?10 $ %sValor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6?10 -1&'; Masa del electrón % = &,1?10 -#1 kg2004-JunioCueti!n 5.- Un cier$o <a ,uminoso pro!oca efec$o fo$oe,c$rico en un de$erminado me$a,.E>p,ique c%mo se modifica e, nmero de fo$oe,ec$rones ' su ener)ía cin$ica si= a aumen$a ,ain$ensidad de, <a ,uminosoQ # aumen$a ,a frecuencia de ,a ,u inciden$e= c disminu'e ,afrecuencia de ,a ,u por de#ajo de ,a frecuencia um#ra, de, me$a,. d C%mo se define ,a ma)ni$ud$ra#ajo de e>$racci%n2004-ModeloCueti!n 5.- En un $omo& un e,ec$r%n pasa de un ni!e, de ener)ía a o$ro ni!e, inferior. /i Iadiferencia de ener)ías es de 2>10-15 G& de$ermine ,a frecuencia ' ,a ,on)i$ud de onda de ,a

radiaci%n emi$ida.Datos: 'onstante de (lanck ) = 6,6# ?10 -#* +s Velocidad de la lu en el !ac"o c = #?10 $ %s2003-SeptiembreCueti!n 5.- A una par$ícu,a ma$eria, se ,e asocia ,a ,,amada ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie.a 3u ma)ni$udes físicas de$erminan e, !a,or de ,a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie Puedendos par$ícu,as dis$in$as con diferen$e !e,ocidad $ener asociada ,a misma ,on)i$ud de onda de 6e(ro),ie# 3u re,aci%n e>is$e en$re ,as ,on)i$udes de onda de 6e (ro),ie de dos e,ec$rones cu'asener)ías cin$icas !ienen dadas por 2 eD ' 9 eDA. Problema 2.- Un me$a, $iene una frecuencia um#ra, de 4&5> 1014 ? para e, efec$o fo$oe,c$rico.a /i e, me$a, se i,umina con una radiaci%n de 4> 10 -7 m de ,on)i$ud de onda cu, ser ,a ener)íacin$ica ' ,a !e,ocidad de ,os e,ec$rones emi$idos

# /i e, me$a, se i,umina con o$ra radiaci%n dis$in$a de forma que ,os e,ec$rones emi$idos $en)anuna ener)ía cin$ica e, do#,e que en e, caso an$erior cu, ser ,a frecuencia de es$a radiaci%nDatos: Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6? 10 -1& 'Masa del electrón en reposo: %e = &,1 ? 10 -#1 kg; 'onstante de (lanck ) = 6,6#? 10 -#* + sVelocidad de la lu en el !ac"o c = #? 10 $ % s-1 2003-JunioCueti!n 5.- /e dispone inicia,men$e de una mues$ra radiac$i!a que con$iene 5>1019 $omos de unis%$opo de a& cu'o periodo de semidesin$e)raci%n semi!ida V es de "&*4 días. Ca,cu,e=a ;a cons$an$e de desin$e)raci%n radiac$i!a de, a ' ,a ac$i!idad inicia, de ,a mues$ra.# E, nmero de $omos en ,a mues$ra a, ca#o de "0 días.B. Problema 2.- Un pro$%n se encuen$ra si$uado en e, ori)en de coordenadas de, p,ano R. Une,ec$r%n& inicia,men$e en reposo& es$ si$uado en e, pun$o 2&0. Por efec$o de, campo e,c$rico

creado por e, pro$%n supues$o inm%!i,& e, e,ec$r%n se ace,era. Es$ando $odas ,as coordenadase>presadas en W.m& ca,cu,e=d ;a ,on)i$ud de onda de 6e (ro),ie asociada a, e,ec$r%n en e, pun$o 1&0.Datos: 'onstante de la leB de 'oulo%/ C = &?10 & %2 ' -2

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Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6?10 -1& '; Masa del electrón %e = &,1 ? 10 -#1 kg'onstante de (lanck ) = 6,6#? 10 -#* + s 2003-ModeloCueti!n 5.- Una radiaci%n de frecuencia X produce efec$o fo$oe,c$rico a, incidir so#re una p,acade me$a,.a 3ue condici%n $iene que cump,ir ,a frecuencia para que produca efec$o fo$oe,c$ricoE>p,ique qu ocurre=

# /i se aumen$a ,a frecuencia de ,a radiaci%n.c /i se aumen$a ,a in$ensidad de ,a radiaci%n.2002-Septiembre

Cueti!n 5.- E, is%$opo U 234 $iene un período de semidesin$e)raci%n semi!ida de 250000

a+os. /i par$imos de una mues$ra de 10 )ramos de dic<o is%$opo& de$ermine=a ;a cons$an$e de desin$e)raci%n radiac$i!a.# ;a masa que quedar sin desin$e)rar despus de 50000 a+osA. Problema 2.- ;os fo$oe,ec$rones e>pu,sados de ,a superficie de un me$a, por una ,u de 400 nmde ,on)i$ud de onda en e, !acío son frenados por una diferencia de po$encia, de 0&9 D.a 6e$ermine ,a funci%n de $ra#ajo de, me$a,.# 3ue diferencia de po$encia, se requiere para frenar ,os e,ec$rones e>pu,sados de dic<o me$a,

por una ,u de "00 nm de ,on)i$ud de onda en e, !acíoDatos: Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6?10 -1& ' 'onstante de (lanck ) = 6,6#?10 -#* + s; Velocidad de la lu en el !ac"o: c=#?10 $ %s-1 2002-JunioCueti!n 5.- a 3u !e,ocidad <a de $ener un e,ec$r%n para que su ,on)i$ud de onda de 6e(ro),ie sea 200 !eces ,a correspondien$e a un neu$r%n de ener)ía cin$ica * eD# /e puede considerar que e, e,ec$r%n a es$a !e,ocidad es no re,a$i!is$aDatos: Masa del electrón = &,1 ? 10 -#1 kg; Masa del neutrón = 1,7 ? 10 -27 kgVelocidad de la lu en el !ac"o: #?10 $ %s-1; 'arga del electrón = 1,6?10 -1& '2002-ModeloCueti!n 5.- a C%mo se define ,a ac$i!idad de una mues$ra radiac$i!a Cu, es su unidad en e,/is$ema In$ernaciona,

# E, curio es ,a unidad de ac$i!idad definida como ,a ac$i!idad de una mues$ra de un )ramo deradio. Cu, es ,a re,aci%n en$re es$a unidad ' ,a de, /is$ema In$ernaciona,Datos: Aa %asa ató%ica del radio es 226 u'onstante de desintegración del radio = 1,* ? 10 -11 s-1 %ero de .!ogadro .= 6,022?10 2# %ol -1 2001-SeptiembreCueti!n 5.- 6os par$ícu,as no re,a$i!is$as $ienen asociada ,a misma ,on)i$ud de onda de 6e(ro),ie. /a#iendo que ,a masa de una de e,,as es e, $rip,e que ,a masa de ,a o$ra& de$ermine=a ;a re,aci%n en$re sus momen$os ,inea,es.# ;a re,aci%n en$re sus !e,ocidades.2001-JunioCueti!n 5.- Un <a de ,u monocrom$ica de ,on)i$ud de onda en e, !acío 450 nm incide so#re

un me$a, cu'a ,on)i$ud de onda um#ra,& para e, efec$o fo$oe,c$rico es de *12 nm. 6e$ermine=a ;a ener)ía de e>$racci%n de ,os e,ec$rones de, me$a,.# ;a ener)ía cin$ica m>ima de ,os e,ec$rones que se arrancan de, me$a,.Datos: Velocidad de la lu en el !ac"o: c = #?10 $ % s-1 'onstante de (lanck: ) = 6,6#?10 -#* + s2001-ModeloCueti!n 5.- Cu,es son ,os $ipos de radiaciones ms comunes que se producen en unadesin$e)raci%n radiac$i!a E>p,ique ,a na$ura,ea de cada una de dic<as radiaciones.A. Problema 2.- A, i,uminar un me$a, con ,u de frecuencia 2&5>10 15 ? se o#ser!a que emi$ee,ec$rones que pueden de$enerse a, ap,icar un po$encia, de frenado de 7&2 D. /i ,a ,u que seemp,ea con e, mismo fin es de ,on)i$ud de onda en e, !acío 1&79>10-7 m& dic<o po$encia, pasa aser de "&9 D. 6e$ermine=a E, !a,or de ,a cons$an$e de P,ancJ.# ;a funci%n de $ra#ajo o $ra#ajo de e>$racci%n de, me$a,.Datos: Velocidad de la lu en el !ac"o c = #?10 $ % s-1

Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6?10 -1& '

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2000-SeptiembreCueti!n 5.- a 3u in$er!a,o apro>imado de ener)ías en eD corresponde a ,os fo$ones de,espec$ro !isi#,e # 3u in$er!a,o apro>imado de ,on)i$udes de onda de 6e (ro),ie $endrn ,os e,ec$rones en esein$er!a,o de ener)íasAas longitudes de onda del espectro !isi/le estEn co%prendidas, apro?i%ada%ente, entre #&0 n%en el !ioleta B 7*0 n% en el roFo

Datos: Masa del electrón %=&,1 ?10 -#1 kg; Valor a/soluto de la carga del electrón e= 1,6?10 -1& 'Velocidad de la lu en el !acio c = # ? 10 $ % s-1 ; 'onstante de (lanck ) = 6,6#?10 -#* + s2000-JunioCueti!n 5.- Enuncie e, principio de inde$erminaci%n de ?eisen#er) ' comen$e su si)nificadofísico.A. Problema 2.- Una radiaci%n monocrom$ica que $iene una ,on)i$ud de onda en e, !acío de *00nm ' una po$encia de 0&54 Y& pene$ra en una c,u,a fo$oe,c$rica de c$odo de cesio cu'o $ra#ajode e>$racci%n es de 2&0 eD. 6e$ermine=a E, nmero de fo$ones por se)undo que !iajan con ,a radiaci%n.# ;a ,on)i$ud de onda um#ra, de, efec$o fo$oe,c$rico para e, cesio.c ;a ener)ía cin$ica de ,os e,ec$rones emi$idos.d ;a !e,ocidad con que ,,e)an ,os e,ec$rones a, nodo si se ap,ica una diferencia de po$encia, de100 D.Datos: Velocidad de la lu en el !ac"o c = #?10 $ % s-1 Valor a/soluto de la carga del electrón e = 1,6? 10 -1& 'Masa del electrón %e= &,1 ? 10 -#1 kg'onstante de (lanck = 6,6#? 10 -#* +s2000-ModeloCueti!n 5.- Considere ,as ,on)i$udes de onda de de (ro),ie de un e,ec$r%n ' de un pro$%n.aone cu, es menor si $ienen=a E, mismo m%du,o de ,a !e,ocidad# ;a misma ener)ía cin$ica/upon)a !e,ocidades no re,a$i!is$as.

B. Problema 2.- Un ,ser de ,on)i$ud de onda : *"0 nm $iene una po$encia de 10 mY ' undime$ro de <a de 1 mm. Ca,cu,e=a ;a in$ensidad de, <a.# E, nmero de fo$ones por se)undo que !iajan con e, <a.Datos: Velocidad de la lu en el !ac"o c = #?10 $ % s-1

'onstante de (lanck ) = 6,6#?10 -#* + s

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