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Tarea 3 Introducci´ on a la f´ ısicacu´antica Entregar para el d´ ıa 20-02-2015 1) Calcule la longitud de onda de de Broglie para una part´ ıcula puntual que se mueve a velocidad c/100; considere los siguientes casos: a) un electr´ on (m e =9.1 × 10 -28 g); b) un prot´ on (m p = 1836.1m e ); c) una pelotita (m = 10kg); la Tierra (M T =6 × 10 27 g). Compare sus resultados con la longitud de onda de la luz visible y con los radios at´ omicos. (El radio de la primera ´ orbita de Bohr es a =0.529 × 10 -8 cm). 2) Compare la energ´ ıa cin´ etica de un electr´ on con longitud de onda de 5000 ˚ A, con la energ´ ıa de un corp´ usculo de luz con la misma longitud de onda. 3) Rutherford interpret´ o apropiadamente algunos experimentos en donde un haz de part´ ıculas alfa se dispersaba de una laminilla de ´ atomos de oro. (a) Si las part´ ıculas alfa ten´ ıan una energ´ ıa cin´ etica de 7.5 MeV . Cu´ al es su longitud de onda de de Broglie?. (b) Tendr´ ıa que haberse tomado en cuenta la naturaleza ondulatoria de las part´ ıculas alfa incidentes en la interpretaci´ on de estos experimentos? En estos experimentos la distancia de aproximaci´ on m´ as cercana de la part´ ıcula alfa del n´ ucleo era de uno 30 fm (la naturaleza ondulatoria de la materia se conoci´ o una d´ ecada despu´ es de que se realizaron por vez primera estos cruciales experimentos.) 4) Se excita un ´ atomo de hidr´ ogeno desde un estado n=1 a uno con n=4. a) Calcular la energ´ ıa que debe absorber el ´ atomo. b) Calcular y hacer un diagrama de niveles de energ´ ıa de las distintas energ´ ıas para los fotones que emitir´ ıa el ´ atomo si regresara a su estado n=1. c) Calcular la rapidez de retroceso del ´ atomo de hidr´ ogeno, suponi´ endolo inicialmente en reposo, cuando realiza la transici´ on desde n=4 hasta n=1 en un solo salto cu´ antico. 5) ¿Un electr´ on es part´ ıcula o es onda? Explique su respuesta. 1
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tarea de intoduccion a la fisica cuantica
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Tarea 3
Introduccion a la fısica cuantica
Entregar para el dıa
20-02-2015
1) Calcule la longitud de onda de de Broglie para una partıcula puntual que se mueve a velocidad c/100;considere los siguientes casos: a) un electron (me = 9.1 × 10−28g); b) un proton (mp = 1836.1me);c) una pelotita (m = 10kg); la Tierra (MT = 6 × 1027g). Compare sus resultados con la longitudde onda de la luz visible y con los radios atomicos. (El radio de la primera orbita de Bohr esa = 0.529 × 10−8cm).
2) Compare la energıa cinetica de un electron con longitud de onda de 5000 A, con la energıa de uncorpusculo de luz con la misma longitud de onda.
3) Rutherford interpreto apropiadamente algunos experimentos en donde un haz de partıculas alfa sedispersaba de una laminilla de atomos de oro. (a) Si las partıculas alfa tenıan una energıa cinetica de7.5 MeV . Cual es su longitud de onda de de Broglie?. (b) Tendrıa que haberse tomado en cuenta lanaturaleza ondulatoria de las partıculas alfa incidentes en la interpretacion de estos experimentos?En estos experimentos la distancia de aproximacion mas cercana de la partıcula alfa del nucleo erade uno 30 fm (la naturaleza ondulatoria de la materia se conocio una decada despues de que serealizaron por vez primera estos cruciales experimentos.)
4) Se excita un atomo de hidrogeno desde un estado n=1 a uno con n=4. a) Calcular la energıaque debe absorber el atomo. b) Calcular y hacer un diagrama de niveles de energıa de las distintasenergıas para los fotones que emitirıa el atomo si regresara a su estado n=1. c) Calcular la rapidez deretroceso del atomo de hidrogeno, suponiendolo inicialmente en reposo, cuando realiza la transiciondesde n=4 hasta n=1 en un solo salto cuantico.
5) ¿Un electron es partıcula o es onda? Explique su respuesta.
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