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Fisica · 3ro BGU · 2024
Fisica · 3ro BGU · 2024

Ministerio de Educación del Ecuador

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Actividades TEMA 18: Ejercicio 5 (incisos a-c) + Ejercicio 6 (súper héroe h=2π, lago Δx=1m, Heisenberg) + Ejercicio 7 (electrón/protón confinados en núcleo atómico, relativista vs no relativista)

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Fisica · 3ro BGU · 2024

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Ejercicio 1

5a) Investigar proceso de radiación de grafito y relación con cuerpos negros. 5b) Argumentar/refutar: temperatura electrónica es la misma cuando aumentan velocidad. 5c) ¿Se puede analizar intercambio de energía electrónica mediante conservación de energía? 6a) Incertidumbre mínima en velocidad (h=2π J·s, m=2kg, Δx=1m). 6b) Incertidumbre en posición después de Δt=4.5s. 7) Argumento/refuto: electrón en núcleo (d=2×10⁻¹⁵ m) → relativista; protón → no relativista.

Ejemplo 1: 6a) Incertidumbre mínima en velocidad del súper héroe

h=2π J·s → ℏ=1 J·s; m=2 kg; Δx=1 m (ancho lago)

Δp_min=ℏ/(2Δx)=1/(2×1)=0.5 kg·m/s; Δv_min=Δp/m=0.5/2=0.25 m/s

Ejemplo 2: 6b) Incertidumbre en posición después de 4.5 s

Δv=0.25 m/s, Δt=4.5 s

Δx_pos=Δv·Δt=0.25×4.5=1.125 m

Resultado: Δx_pos = 1.125 m

Ejemplo 3: 7) Electrón vs protón confinados en núcleo atómico (d=2×10⁻¹⁵ m)

Δx=2×10⁻¹⁵ m, ℏ=1.055×10⁻³⁴ J·s, m_e=9.11×10⁻³¹ kg, m_p=1.673×10⁻²⁷ kg

Δp=ℏ/(2Δx)≈2.64×10⁻²⁰ kg·m/s. Electrón: v=2.90×10¹⁰ m/s>>c (relativista). Protón: v≈1.58×10⁷ m/s≈0.053c (no relativista)

Resultado: Afirmación correcta: electrón→relativista, protón→no relativista

Respuesta

Δv_min = 0.25 m/s

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Actividades TEMA 18: Ejercicio 8 — 'UN ÁTOMO EN MOVIMIENTO': oscilador cuántico, incertidumbre Heisenberg (electrón vs bala de cañón), efecto fotoeléctrico en molibdeno (función trabajo 4.20 eV, potencial de frenado λ=180nm)
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1326 caracteres

a) Investigo en qué consiste el proceso de radiación con grafito, lo relaciono con la radiación de cuerpos negros.

b) La temperatura a la que se encuentran los electrones cuando aumentan su velocidad es la misma. Argumento o refuto la afirmación propuesta.

c) ¿El intercambio de energía de los electrones mencionado en la noticia se puede analizar mediante la conservación de la energía?

  1. Supongo que un súper héroe vive en un mundo en donde h=2r Js Este tiene una masa de 2 kg y en un principio se sabe que está en un lago que tiene un ancho teórico de 1 metro. Con base en esta información, determino lo siguiente:

a) ¿Cuál es la incertidumbre mínima en la componente de esta velocidad que es paralela el ancho del estanque?

b) Si asumo que se mantiene la incertidumbre en la rapidez durante un lapso de tiempo de 4,5 segundos, establezco la incertidumbre del súper héroe en esa posición, después de ese intervalo.

  1. Argumento o refuto, mediante el principio de incertidumbre, la siguiente afirmación.

Si un electrón estuviera confinado en el interior de un núcleo atómico de 2x10-* de diámetro, tendría que estar con un desplazamiento en un campo de estudio relativista, en tanto que un protón confinado en el mismo núcleo podría desplazarse de manera no relativista.

Fuente: (Serway, 2008).

232 Texto de Física

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