Descripción: EROSIONES HIDRICAS TRABAJO COMUNITARIO
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Sanidad Interior
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Un libro escencial del genial Francisco Rivero, para la formación de guitarristas con una orientación jazzística.Descripción completa
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Descripción: El autor plantea principios que ayudarán a transformar los fracasos en éxitos. Los errores esconden la semilla de las grandes oportunidades, y lo que importa es aprender del error y poder seguir ad...
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA
FISICA DE SEMICONDUCTORES
TAREA 2 Efecto Fotoeléctrico
“
”
PROFESORA: Fátima Moumtadi
ALUMNO: Ri ver ver o Dí Dí az B er n ar do
GRUPO: 03
EJERCICIOS DE FÍSICA DE SEMICONDUCTORES EFECTO FOTOELÉCTRICO 1. Mediciones del efecto fotoeléctrico realizadas con la superficie de un metal particular indican que para luz de 313 nm de longitud de onda el voltaje de extinción es de 0.95 V. Determine la función de trabajo del metal.
Con: 313 nm
m c 3 x108 s
V0 0.95 V
e 1.6 x1019 J
h 6.626 x10 34 J s
Sabemos que:
c f
f
c
................. 1
Sustituyendo datos en (1) 8
3 x10
f
m s 9.5846x1014 Hz 9
m La energía cinética máxima está dada por: Ec V0e......................... 2 313 x10
Sustituyendo (3) en (4) f 0 9.5846 x10 Hz 14
1.52 x10
19
6.626 x10
34
J J s
f 0 7.2906 x1014 Hz
La función del trabajo está dada por: w hf 0
Sustituyendo datos w 6.626 x10 J s 7.2906 x10 Hz 34
w 4.8307 x10 19 J
14
3
2. Si la función de trabajo del potasio es de 2.24 eV, calcule la rapidez máxima de los fotoelectrones que se desprenden de su superficie limpia, cuando ésta se ilumina con luz de 546 nm.
Con: m c 3x108 s
546 nm
w 2.24 eV
e 1.6 x10 19 J
h 6.626 x1034 J s
Sabemos que:
c f
f
c
................. 1
Sustituyendo datos en (1) 8
3 x10
f
m s 5.4945x1014 Hz 9
m La energía cinética máxima está dada por: 546 x10
3. Cuando una superficie limpia de cobre se irradia con radiación ultravioleta de 254 nm, el voltaje de extinción es de 0.181 V. Determine: a) La frecuencia de umbral para el efecto fotoeléctrico en esta superficie, y la longitud de onda correspondiente.
Con: 254
m s
V0 0.181 V c 3 x10 8
nm
e 1.6 x10 19 J
h 6.626 x10 34 J s
Sabemos que: c
f
f
c
................. 1
Sustituyendo datos en (1) 8
3 x10
f
m s 1.1811x1015 Hz 9
254 x10
m
La energía cinética máxima está dada por: Ec V e......................... 2 Sustituyendo datos en (2) 0
max
Ec
0.181V 1.6x1019 J
Ec
2.896 x1020 J ......................
max
max
3
Sabemos que: Ec
max
h f f 0
f 0 f
E c
max
.................. 4
h
Sustituyendo (3) en (4) f 0 1.1811x10
15
Hz
2.896 x10 6.626 x10
20
34
f 0 1.1373x1015 Hz
Para obtener la longitud de onda
c f 0 8
3 x10
m s 2.6378 x10 7 m
1.1373 Hz
263.7826 nm
J
J s
b) La función de trabajo de la superficie.
La función del trabajo está dada por: w hf 0
Sustituyendo datos w 6.626 x10 J s 1.1373 x10 Hz 34
w 7.5357 x10
19
15
J
4. ¿Qué función de trabajo mínima necesitaría tener un metal para poder emitir fotoelectrones al ser irradiado con luz visible, es decir con radiación de entre 400 y 700 nm de longitud de onda?.
Con: 1
400 nm
2
700 nm
m c 3 x108 s
e 1.6 x10 19 J
h 6.626 x10 34 J s
Sabemos que:
c f
f
c
................. 1
Tomando λ1=400(nm) Sustituyendo datos en (1) 8
3 x10
f
m s 7.5x1014 Hz 9
400 x10
m
Tomando frecuencia= 7.5 x10 Hz como frecuencia umbral La función del trabajo minimo está dada por: 14
5. Al iluminar la superficie de un metal con luz de 546 nm de longitud de onda, el voltaje de extinción es de 0.42 V. ¿Cuál será el voltaje de extinción si la iluminación tiene una longitud de onda de 492 nm?
Con: 546 nm
1
V 0 0.42 V
m c 3x108 s
2
e 1.6 x10 19 J
492 nm h 6.626 x10 34 J s
Sabemos que:
c f
f
c
................. 1
Sustituyendo lamda1 en (1) 8
3 x10
f1
m s 5.4945x1014 Hz 9
m La energía cinética máxima está dada por: Ec V0e......................... 2 546 x10
6.626x1034 J s 6.0975x1014 Hz 4.4803x1014 Hz 1.0715x1019 J ................. Despejando V de la ecuación (2) y sustituyendo (6) en (2) 0
V o
E c
max
e
19
1.0715 x10 1.6 x10
V o 0.669 V
19
J J
6
6. Respuesta del ojo. La sensibilidad del ojo humano es máxima para la luz verde de 505 nm de longitud de onda. Experimentos han demostrado que cuando la gente se mantiene en una habitación oscura hasta que sus ojos se adaptan a la oscuridad, un solo fotón de luz verde dispara las células receptoras en los bastones de la retina. Calcule: (a) La frecuencia de dicho fotón.
Con: m c 3x108 s
505 nm
e 1.6 x1019 J
h 6.626x1034 J s
Sabemos que:
c f
f
c
................. 1
Sustituyendo datos en (1) 8
3 x10
f
505 x10
m s 9
m
f 5.9405 x1014 Hz (b) La energía en joules y en electrón volts que el fotón entrega a las células receptoras.
Sabemos que: E hf .................
2
Sustituyendo datos en (2) E 6.626 x10 34 J s 5.9405 x1014 Hz E 3.9361x1019 J
1eV 1.6 x1019 J
E 3.9361x1019 J E 2.46 eV
7. Cierto láser que se utiliza para soldar retinas desprendidas emite luz con una longitud de onda de 652 nm en pulsos de 20.0 ms de duración. La potencia promedio durante cada pulso es de 0.600 W. Determine: (a) La energía en joules emitida en cada pulso.
La energía en un pulso está dada por ET P t ................... 1 Sustituyendo datos en (1) ET .600 W 0.02 s ET 0.012 W s 0.012 J (b) La energía en joules da cada fotón.
La energía para cada fotón está dada por E f hf h
c
................... 2
Sustituyendo datos en (2) 3 x108 m s E f 6.626 x10 34 J s 9 652 x10 m E f 3.0487 x10 19 J (c) El número de fotones emitidos en cada pulso.
Para el número de fotones (N) tenemos E N T ...................... 3 E f Sustituyendo datos en (3) N
0.012 19
3.0487 x10
Fotones pulso
N 3.9361x1016
8. Cierta fuente de luz emite una radiación de 600 nm de longitud de onda, con una potencia de 75 W. Calcule: (a) La frecuencia de la luz emitida.
Con: m c 3 x108 s
600 nm
h 6.626 x10
34
J s
e 1.6 x10 19 J
P 75 W
Sabemos que:
c f
f
c
................. 1
Sustituyendo datos en (1) f
3 x10
8
600 x10
m s 9
m
f 5 x1014 Hz (b) El número promedio de fotones emitidos cada segundo.
La energía en 1 seg está dada por ET P t ................... 2 Sustituyendo datos en (2) ET 75 W 1 s ET 75 W s
La energía para cada fotón está dada por E f hf ................... 3 Sustituyendo datos en (3) E f 6.626x1034 J s 5x1014 Hz E f 3.313x1019 J 3.313x1019 W s
Para el número de fotones (N) tenemos E N T ...................... 4 E f Sustituyendo datos en (4) N