TAREA-1_T Plack Radiacion de Cuerpo Negro y Efecto Fotoelectrico
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Mecánica Cuántica y Mecánica Estadística Ejercicios de la Teoría de Planck de Radiación de Cuerpo Negro y Efecto Fotoeléctrico. Entrega Viernes 14 de Febrero 2014 Teoría de Planck de Radiación de Cuerpo Negro. 1. La potencia promedio generada por el Sol es igual a 3.74 × 10 26 W. Suponga que la longitud de onda promedio de la radiación solar sea de 500 nm y de la radiación UV altamente energética λ UV 1 × 10 −8 m. Determine: a) El numero de fotones emitidos por el sol en 1 hr. Para cada caso. b) La intensidad de radiación en la ciudad de México por hr. (considere la superficie de la ciudad de México 7854 Km 2 ) c) Estime la temperatura que podríamos alcanzar si no hubiera reflexión por la atmosfera Teoría de Einstein del Efecto Fotoeléctrico. 2. Cuando la luz de longitud de onda λ 1 incide sobre el cátodo de un tubo fotoeléctrico, la energía cinética máxima de los electrones emitidos es 1.8 eV . Si la longitud de onda se reduce a λ 1 / 2 la energía cinética máxima de los electrones emitidos es 5.5 eV . Determinar la función de trabajo o energía de extracción del material catódico y la frecuencia de corte. Una vez encontrada la longitud de onda de la radiación incidente considere que la potencia de la lámpara es de 50 mW y estime el numero de electrones que expulsa del material. 3. Un material semiconductor puro sin defectos absorberá solo la radiación electromagnética que incide en ese material si la energía de cada uno de los fotones en el haz incidente es más grande que el valor umbral conocido como "banda prohibida" o "band gap" del semiconductor. La banda prohibida conocida a temperatura ambiente para el germanio, silicio y arseniuro de galio, tres semiconductores ampliamente usados, son 0.66 eV, 1.12 eV y 1.42 eV respectivamente. a) Determine el intervalo de transparencia a temperatura ambiente de estos semiconductores. b) Compárelos con el intervalo de transparencia de ZnSe, un semiconductor con banda prohibida de 2.67 eV, y explique el color amarillo observado experimentalmente para los cristales de ZnSe.
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Mecánica Cuántica y Mecánica EstadísticaEjercicios de la Teoría de Planck de Radiación de Cuerpo Negro y Efecto Fotoeléctrico.Entrega Viernes 14 de Febrero 2014
Teoría de Planck de Radiación de Cuerpo Negro.1. La potencia promedio generada por el Sol es igual a 3.74×1026W . Suponga que la longitud de onda promedio de la radiación solar sea de 500nm y de la radiación UV altamente energética λUV 1×10
−8m. Determine:a) El numero de fotones emitidos por el sol en 1hr. Para cada caso.b) La intensidad de radiación en la ciudad de México por hr. (considere la superficie de la
ciudad de México 7854K m2)c) Estime la temperatura que podríamos alcanzar si no hubiera reflexión por la atmosfera
Teoría de Einstein del Efecto Fotoeléctrico.2. Cuando la luz de longitud de onda λ1 incide sobre el cátodo de un tubo fotoeléctrico, la energía cinética máxima de los electrones emitidos es 1.8eV . Si la longitud de onda se reduce a λ1/2 la energía cinética máxima de los electrones emitidos es 5.5eV . Determinar la función de trabajo o energía de extracción del material catódico y la frecuencia de corte. Una vez encontrada la longitud de onda de la radiación incidente considere que la potencia de la lámpara es de 50mW y estime el numero de electrones que expulsa del material.
3. Un material semiconductor puro sin defectos absorberá solo la radiación electromagnética que incide en ese material si la energía de cada uno de los fotones en el haz incidente es más grande que el valor umbral conocido como "banda prohibida" o "band gap" del semiconductor. La banda prohibida conocida a temperatura ambiente para el germanio, silicio y arseniuro de galio, tres semiconductores ampliamente usados, son 0.66eV , 1.12eV y 1.42eV respectivamente.a) Determine el intervalo de transparencia a temperatura ambiente de estos semiconductores.b) Compárelos con el intervalo de transparencia de ZnSe, un semiconductor con banda prohibida de 2.67eV , y explique el color amarillo observado experimentalmente para los cristales de ZnSe.c) Cual de estos materiales semiconductores se podría usar para un detector de luz para la longitud de onda de comunicaciones óptica de 1550nm?
Aplicación. Considere el diseño del siguiente dispositivo fotovoltaico del contacto delantero (color claro) hasta el contacto trasero (color oscuro). Sulfuro de Zinc, Sulfuro de cadmio, Teluro de Cadmio y Cobre, ZnS/CdS /CdTe /Cu con banda prohibida cada uno 3.6eV , 2.42eV y 1.4eV respectivamente. Indique la región del espectro electromagnético que puede absorber cada una de las películas semiconductoras y para que radiación serian transparentes.
