SOLUCIONES EJERCICIOS: FÍSICA CUÁNTICA – Principio de incertidumbre. Energía

Ejercicios del libro de texto de Santillana: 37 y 38 (p. 300).

Ejercicio PAU Septiembre 2006 Uniovi.

13. Un fotón cuya longitud de onda es 1,5.10-13m se materializa en un par electrón-positrón. Calcula la energía cinética en Julios del par resultante.Datos: masa del electrón: me= 9,1.10-31kg; h = 6,63·10-34J·s; c = 3·108m/s; Sol: 1,16.10-12 J;

El positrón es la antipartícula del electrón. Tiene igual masa y carga que el electrón, pero de signo contrario. Es una partícula de antimateria.Materia y antimateria se aniquilan entre sí y la masa que se pierde se convierte en energía.En este ejercicio se plantea la situación opuesta, aquella en la que se transforma energía en materia.

SOLUCIONES EJERCICIOS: FÍSICA CUÁNTICA – Principio de incertidumbre. Energía

La energía del fotón se empleará en crear materia y el resto será la energía cinética de las partículas formadas.

Energía del fotón incidente: E = h .f = h. c/λ = 1,324.10-12J;

Masa de las partículas creadas: Δm = melectrón + mpositrón = 2.9,1.10-31 kg = 1,8.10-30 kg;

Energía necesaria para crear la masa del par electrón-positrón: E = Δm.c2 = 1,638.10-13J

Efotón = Epar + Ecin Ecin = Efotón - Epar = 1,324.10-12J - 1,638.10-13J = 1,16.10-12J