FÍSICA MODERNA CÓDIGO: 299003 TAREA 5- TRABAJO COLABORATIVO-UNIDAD 3 UNIDAD No 3
Presentado a: ANGELICA MARIA GUAPACHA Tutor
Entregado por: Nombres y Apellidos (Estudiante 1) Código: XXXXX Nombres y Apellidos (Estudiante 2) Código: XXXXX Jhon Fredy Medina Restrepo Código: 82385421 Nombres y Apellidos (Estudiante 4) Código: XXXXX Nombres y Apellidos (Estudiante 5) Código: XXXXX
Grupo: 299003_37
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA I NGENIERÍA ABRIL DE 2018 MEDELLIN
INTRODUCCIÓN
En la introducción, el grupo redacta con sus propias palabras la importancia que tiene la realización del trabajo colaborativo; colaborativo; en caso de que utilicen en algunos algunos apartes de fuentes externas, deben citar dicha fuente bibliográfica, que a su vez debe estar en la lista de referencias bibliográficas. NOTA: Es necesario que borre el presente párrafo en el momento en que el grupo defina el contenido de la introducción que incluirá en el trabajo.
MARCO TEÓRICO
Colocar cada uno de los mapas mentales, con el nombre de cada uno de los autores
TRABAJO COLABORATIVO DE LA UNIDAD 2: Ejercicio No 1. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa:
ACTIVIDAD 1
……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 2. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 3. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa:
……Desarrollo del paso a paso y expli cación
Simulación:
Ejercicio No 4. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 5. Nombre del estudiante: Jhon Fredy Medina Datos del problema: E=0,52 eV, U=0,36 eV, L=0,6 nm Nombre de quien revisa: Un electrón de 0,52 eV encuentra una barrera de 0,36 eV de altura. Si el ancho de la barrera es 0,6 nm, encuentre: a) La probabilidad de que se filtre a través de la barrera. Exprese los resultados en porcentaje.
<
Como la energía del potencial es menor que la energía de la partícula, es decir se cumple que , entonces se utilizará la siguiente fórmula:
Donde,
Siendo
− s i n =1+ 4 1 .1 2 = √ 2 ℏ .2 ℏ 2 = −9,1 10− ℏ = 6,628 210 . = 1,1,0549 0549 1010− ℏ − 1, 6 10 − 2 ∙ 9,9, 1 10 1 0 0 ,0, 52 5 2 0,0, 36 3 6 ( ) 1 = 1,0549 10− . − − √ 1, 1 , 8 2 10 ∙ 0, 1 6 ∙ 1, 6 10 = 1,0549 10− = √ 1,4,40,65495921010−− − 2, 1 585 10 = 1,0549 10− = ,, − − − − =1+ sin 2,046184 0,0,532610 0,0,53 ∙26 0,6110 − s i n 1 , 2 27708 =1+ 5,778780,0,4444444 − 0, 8 8683 == [1+0. 11+0.+ 32,45355 545355 679 ]−− = 1,1,345355−− ≈,
la masa de la partícula y la constante de Planck dividida entre
Ahora, teniendo despejado , se procede a hallar
Hallando la raíz,
Entonces, como ya se conoce el valor de
.
en la ecuación Ec. 2.
, ya se puede hallar T, por lo tanto, remplazamos:
De esta forma, la probabilidad de que el electrón cruce la barrera de potencial y se produzca el efecto túnel, es de aproximadamente 74,3% b) Obtenga los anteriores resultados por medio del simulador de la Tarea 5 dispuesto en entorno de “Aprendizaje Práctico”. En caso de haber diferencia establezca el error relativo porcentual.
Simulación: Se observa que T es 0,74, equivalente a 74%
Error porcentual:
= 74.374374 100 =0,445%
Ejercicio No 6. Nombre del estudiante: Datos del problema: E=0,33 eV, U=0,59 eV, L=0,4 nm Nombre de quien revisa: a) Un electrón de 0,33 eV encuentra una barrera de 0,59 eV de altura. Si el ancho de la barrera es 0,4 nm, encuentre: Observamos que U>E, por lo tanto se debe utilizar la siguiente ecuación:
Dónde,
Sabemos que
− − =1+ sinh
4 1 .1 2 = √ 2 ℏ .2 ℏ − = −9,1 10 ℏ = 6,628 210 . = 1,1,0549 0549 1010− ℏ − 1, 6 10 − 2 ∙ 9,9, 1 10 1 0 0 ,0, 59 5 9 0,0, 33 3 3 ( ) 1 = 1,0549 10− . − − √ 1, 1 , 8 2 10 ∙ 0, 2 6 ∙ 1, 6 10 = 1,0549 10− − √ 7, 7 , 5 712 10 = 1,0549 10− − 2, 7 516 10 = 1,0549 10− =, − − − − =1+ sinh 2,640840,0,353910 1 ∙0,0,0,35394 10 − s i n h 1 , 0 43352 =1+ 2,23733730,0,44068 4068
es la masa de la partícula y la constante de Planck dividida entre
Teniendo despejado , se procede a hallar
2
.
en la ecuación Ec. 2.
Hallando la raíz,
Entonces, como ya se conoce el valor de
, ya se puede hallar T, por lo tanto, remplazamos:
− 1, 5 456 == [1+1, 11+1,+ 0,567669 967669 8592]−− = 2,2,567669−− ≈,
De esta forma, la probabilidad de que el electrón cruce la barrera de potencial y se produzca el efecto túnel, es de aproximadamente 38,95%. b) Obtenga los anteriores resultados por medio del simulador de la Tarea 5 dispuesto en entorno de “Aprendizaje Práctico”. En caso de haber diferencia establezca el error relativo porcentual.
Simulación: Se evidencia que el valor de T según la simulación, es de 0,39, lo que significa una probabilidad del 39%.
= 3938,39 95 100 =0,13% Ejercicio No 7. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 8. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 9. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa:
……Desarrollo ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 10: Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Simulación:
Ejercicio No 1. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa:
ACTIVIDAD 2
……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 2. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 3. Nombre del estudiante: Jhon Fredy Medina Datos del problema: . Series de Paschen. Nombre de quien revisa:
→ =3, = 5
Cada uno de los integrantes seleccione una de las series espectrales del átomo de hidrógeno y apoyado en la imagen que se muestra a continuación encuentre lo siguiente:
Serie Espectral
Estudiante
Paschen
Jhon Fredy Medina
1 = (1 1), <
a) La longitud de onda del fotón emitido para la línea . (Respuesta en nm). Inicialmente, para poder definir la longitud de onda del fotón, definimos la fórmula de Rydberg:
Siendo que,
== 1,1,097097 1010− =
longitud de onda. es la constante de Rydberg. niveles de energía.
,, = 3
= 5 1 = 1,1,097097 10− (31 51) 1 = 1,1,097097 10− (19 251 ) 1 = 1,1,097097 1010−0,0,11110,044 1 = 1,1,097097 10−0,0,0711711 1 =780088,889− = 780088,1889− = 1,1,2812819 1010− = , = 3 10 = 1,2819 10− = 2,2,3403 3403 1010 = , =ℎ=ℎ ℎ = 6,6363 1010− . = 6,6,63 10− . ∙ 2,2,3403 10
Ahora, la serie a desarrollar corresponde a la serie de Paschen para la línea donde donde esta línea presenta un salto desde el nivel de energía hasta un nivel , remplazamos valores y despejamos la longitud de onda:
Despejando ,
De esta forma, la longitud de onda del fotón con cambio del nivel de energía 5 al nivel 3, tendrá una longitud de onda de b) La frecuencia del fotón emitido para la línea . (Respuesta en Hz y con notación científica). Para hallar la frecuencia, se define que esta es
, donde c es la velocidad de la luz:
De esta forma, la frecuencia del fotón emitido en la línea
c) La energía del fotón emitido para la línea . (Respuesta en eV).
La energía del fotón está definida por la siguiente fórmula:
ℎ
Donde es la constante de Planck, la cual corresponde a valores:
. Remplazando
1=− 2,2,3403 10 = 6,6,63 10 . ∙ = 6,6,63 10− ∙ 2,2−,3403 10 = 1,1, 5516 5 5 16 10 1 0 − 1 = 1,1,6021 60217777 1010 1 1,6∙02177 1,5516 10 10−− = 1 1,6∙02177 1,5516 10 10−− = .
Como el resultado requiere ser expresado en eV, realizamos la siguiente conversión respecto a la frecuencia teniendo en cuenta que :
Como
, entonces:
Entonces la energía emitida por el fotón en la línea Ejercicio No 4. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 5. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 1. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa:
ACTIVIDAD 3
……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 2. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 3. Nombre del estudiante: Datos del problema:
Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación Ejercicio No 4. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
Ejercicio No 5. Nombre del estudiante: Datos del problema: Nombre de quien revisa: ……Desarrollo del paso a paso y explicación
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Las referencias bibliográficas deben presentarse tal y como se indica en la guía de la Tarea respectiva.
