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¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena 2614884; Los Olivos 5215182; Ingeniería 4820457; Surco 4561165 Página 1 • • R1 R2 FÍSICA SEMANA 22: ECUACIÓN DEL FABRICANTE. FÍSICA MODERNA. ECUACIÓN DEL FABRICANTE 01. Se construye una lente de vidrio con índice de refracción 1,2. Si los radios de curvatura son 30 cm y 10 cm, como se muestra en el dibujo, calcule en cm, la distancia focal. A) −75,5 B) −37,5 C) 10,5 D) 37,5 E) 75,5 IEN_UNI_2019-I 02. Una lente está hecha de un material cuyo ín dice de refracción es 1,6. Si se introduce en agua (nAGUA = 4/3), ¿Cuál será su distancia focal? Sus radios son R = 60 cm y r = 40 cm. A) 60 B) 90 C) 120 D) −120 E) −90 03. Determine la distancia focal de la lente mostra da, si su índice de refracción es de 1,5 y está rodea da de aire. A) +15 B) +30 C) +60 D) −30 E) −60 04. Un lente (n = 1,4) está conformado por una superficie cóncava de R1 = 40 cm de radio y una superficie convexa de R2 = 90 cm de radio. ¿Cuál es la distancia focal del lente (en m)? A) +72 B) −72 C) +180 D) −180 E) +360 05. Un lente plano-convexa de 30 cm de radio tiene una distancia focal de +60 cm. Si está ubi cada en el aire, determine el índice de refrac- ción del material que constituye la lente. A) 1,2 B) 1,3 C) 1,4 D) 1,5 E) 1,6 06. Un lente plano-cóncavo de 50 cm de radio tiene un índice de refracción de 1,2. Determine el índice de refracción del líquido en el que se debe introducir para que su distancia focal sea 200 cm. A) 1,8 B) 1,6 C) 1,5 D) 1,4 E) 1,2 07. Una lente biconvexa está hecha de un ma- terial transparente de índice 1,6 y tiene una dis tancia focal de 50 cm. Cuando la lente se sumer ge completamente en agua (n= 4/3), ¿Cuál será su nueva distancia focal? A) 20 B) 60 C) 120 D) 150 E) 180 08. Con un trozo de diamante se construye un lente que tiene una distancia focal de 15 cm. Cuando dicho lente se sumerge en una muestra de benceno (n = 1,5) se observa que su nueva distancia focal es 35 cm, determine el índice de refracción del diamante. A) 2,4 B) 2,2 C) 2,0 D) 1,8 E) 1,6 09. Una lente biconvexa de vidrio (nV = 1,5), tiene una potencia de 5 dp, se sumerge comple tamente en agua (nH2O = 4/3). ¿Cuál será su nueva potencia? en dp. A) 20 B) 10 C) 5 D) 2,5 E) 1,25 10. Una lente biconvexa de vidrio (nv = 1,8) tiene una potencia de 10 dioptrías en el aire. Determine la potencia de la lente cuando se su- merge en aceite (n2=1,2). A) 10 B) 12,5 C) 6,25 D) 7,5 E) 11,25 RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO 11. Señale los ejemplos de “cuerpo negro” I. Las estrellas. II. Una cavidad radiante. III. Un planeta. A) Solo I B) solo II C) I y II D) solo III E) II y III • • • • ¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena 2614884; Los Olivos 5215182; Ingeniería 4820457; Surco 4561165 Página 2 12. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones respecto al modelo de Planck: I. Los osciladores atómicos de una cavidad radian te emiten y absorben energía en valores discretos. II. La mínima energía emitida por una cavidad radiante es hν donde ν es la frecuencia de osci- lación y h la constante de Planck. III. Planck estableció la cuantización de la ener gía electromagnética. A) FFV B) FVF C) FVV D) VVV E) VVF 13. Respecto al modelo de Planck, se puede a- firmar que: I. El modelo fue planteado para explicar la ra- diación emitida por una cavidad radiante. II. La hipótesis de Planck consistió en que la energía emitida por una cavidad radiante tiene valores continuos. III. Las curvas obtenidas de las teorías clásicas, difieren enormemente de las curvas experi- mentales, en el rango de las longitudes de on- da, menores a las del color violeta (catástrofe ultravioleta). A) FVF B) VFV C) VVF D) VVV E) FFF 14. Una estación de radio transmite a 89,5 MHz con una potencia radiada de 45 kW. El número de fotones por segundo que emite la estación es aproximadamente: (h = 6,626×10−34 J.s) A) 4,00×1029 B) 6,59×1029 C) 7,59×1029 D) 1,35×1035 E) 2,20×1035 UNI_2017-I 15. Una estación de radio FM (La Zona) trans- mite a 90,5 MHz con una potencia de salida de 66 300 W. ¿Cuántos fotones emite al espacio du rante una canción que dura 3 minutos? A) 1,88×1031 B) 1,88×1032 C) 1,98×1032 D) 2,18×1032 E) 1,98×1033 16. Una fuente de luz monocromática de lon- gitud de onda λ = 6000 Å, emite 12 W de radia ción electromagnética. El número aproximado de fotones emitidos por segundo es: A) 1,62 × 1019 B) 2,62 × 1019 C) 3,62 × 1019 D) 4,62 × 1019 E) 5,62 × 1019 17. Una antena transmisora de radiofrecuencia (RF) está radiando con una intensidad que lle- ga a una región con 0,08 W/m2. Determine la cantidad de fotones (en 1022) que llega a 1 cm2 en dos minutos si la frecuencia del transmisor es de 98,1 MHz (radio onda cero). A) 5,48 B) 4,48 C) 3,48 D) 2,48 E) 1,48 18. En una placa de 0,1 m2; incide luz monocro- mática de longitud de onda λ = 663 μm; deter- mine el número de fotones (en 1011) que inci- den en la placa durante 3 s, si se sabe que la po- tencia por unidad de área, con la cual llega la luz es de 0,1 nW/m2 (h = 6,63x10-34 J.s) A) 1 B) 2 C) 20 D) 4 E) 50 19. Considerando que la intensidad de la radia- ción solar sobre la superficie terrestre es 1,37 W/m2 y que la radiación que llega tiene una longitud de onda λ = 550 nm. Determine el nú- mero de fotones (en 1018) que aproximada- mente llegan a una región de 0,3 m2 de área du- rante 2 s. A) 1,27 B) 2,27 C) 3,27 D) 4,27 E) 5,27 20. En una placa de 0,5 m2 de superficie, incide luz monocromática de longitud de onda de 6,62 × 10−7 m. Determine el número de fotones que incide en la placa durante 1 min, si se sabe que la potencia por unidad de área, con la cual llega la luz es de 10−8 W/m2 A) 108 B) 109 C) 2×1010 D) 2×1011 E) 1012 FINAL_2007-II EFECTO FOTOELÉCTRICO 21. Respecto al efecto fotoeléctrico, identifique las proposiciones correctas: I. Fue observado por primera vez por Heinrich Hertz, en 1887. II. Es la emisión de radiación de un metal al bom- bardearse con electrones muy energizados. III. Manifiesta el comportamiento ondulatorio de la luz. A) Solo I B) I y II C) solo IV D) solo III E) ninguna 22. Respecto del efecto fotoeléctrico, señale verdadero (V) o falso (F): I. La función trabajo es la energía mínima de en lace entre el electrón y la placa fotoeléctrica. ¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena 2614884; Los Olivos 5215182; Ingeniería 4820457; Surco 4561165 Página 3 Ec(max) 0 ν (1014 Hz) 9,85 • Ec(max) ν ν0 • II. A mayor intensidad de la luz incidente sobre la placa, mayor es el número de fotoelectrones emitidos. III. La energía cinética de los fotoelectrones emitidos depende de la frecuencia de la radia- ción incidente. A) FVF B) VFF C) FFV D) VFV E) VVV 23. En el efecto fotoeléctrico se establece: I. La energía de los fotones incidentes debe ser mayor que el trabajo de extracción. II. En cualquier superficie metálica, la energía requerida para producir una emisión de elec- trones es la misma. III. Si duplicamos la intensidad de los fotones incidentes se duplicará la energía cinética de los electrones emitidos. A) VVV B) VFF C) VFV D) FVF E) FVV UNI_2016-II 24. La longitud de onda umbral del efecto foto- eléctrico de la plata es 262 nm, calcule la funci- ón trabajo de la plata en eV. (1 eV = 1,6x10−19 J, 1 nm = 10−9 m, h = 6,62x10−34 J.s, c = 3x108 m/s) A) 1,73 B) 2,73 C) 3,73 D) 4,73 E) 5,73 UNI_2009-I 25. La función trabajo de cierto material es 2 eV. Calcule aproximadamente con que longitud de onda máxima (en nm) debe incidir una onda electromagnética sobre el material para que se produzca el efecto fotoeléctrico. Considere h = 4,14×10−15 eV.s; c = 3×108 m/s A) 102 B) 416 C) 621 D) 782 E) 916 UNI_2018-I26. Determine la energía cinética máxima, en eV, de los electrones emitidos por una superficie metálica cuando inciden fotones de longitud de onda λ = 200 nm. La energía mínima para ex traer un electrón es 4,21 eV. (h = 6,63×10−34 J.s; c = 3×108 m/s) A) 10,41 B) 6,21 C) 5,21 D) 4,01 E) 2,01 27. La función trabajo de un material es 1,668 eV. Si sobre dicho material incide luz con una longitud de onda de 250 nm, halle la energía cinética máxima (en eV) de los fotoelectrones. (Considere h = 6,6x10– 34 J.s; c = 3×108 m/s) A) 3,3 B) 4,3 C) 5,3 D) 6,6 E) 7,3 28. La función trabajo del sodio es 2,3 eV. Halle la energía cinética máxima, en 10-19 J, de los fo- toelectrones cuando luz de 2 000 Å incide sobre una superficie de sodio. (h = 6,626×10‒34 J.s y 1eV=1,602×10‒19 J) A) 1,525 B) 3,685 C) 6,254 D) 6,626 E) 9,939 FINAL_2011-II 29. Un haz de luz ultravioleta con frecuencia de 2×1015 Hz incide sobre un material cuya fun ción trabajo es de 3 eV. Halle la energía cinética de los fotoelectrones arrancados (en eV). A) 1,48 B) 2,58 C) 3,68 D) 5,28 E) 7,28 30. Al irradiar un haz de luz de longitud de on- da λ = 1800 Å sobre una superficie metálica se liberan electrones con energía cinética máxima de 1,85 eV. Determine la frecuencia umbral (en 1014 Hz). A) 7,9 B) 9,6 C) 12,2 D) 14,4 E) 18,5 31. La figura corresponde al efecto fotoeléctri- co. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. La pendiente de la recta es h. II. La extrapolación de la recta si ν = 0 corres- ponde a la función trabajo. III. La Ec(max) es directamente proporcional a la frecuencia ν. IV. Para frecuencias superiores a ν0 se produci- rá el efecto fotoeléctrico A) VFVF B) VFFV C) FVVF D) VVVF E) FFFV 32. En la gráfica se representa la Ec vs ν del alu- minio durante el efecto fotoeléctrico, determine la energía cinética, en eV, de los fotoelectrones cuando la frecuencia incidente es 12×1014 Hz. A) 0,14 B) 0,25 C) 0,54 D) 0,89 E) 0,98 ¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena 2614884; Los Olivos 5215182; Ingeniería 4820457; Surco 4561165 Página 4 –1 i(mA) λ = 600 nm V(V) –Vo i(mA) λ = 3300 Å V(V) 33. La energía cinética máxima “E” de los foto- electrones de cierto metal depende de la fre- cuencia de la radiación que le incide según la gráfica adjunta. Determine el valor de “E” (en eV) (h = 4,14×10−15 eV.s) A) 0,83 B) 0,63 C) 0,53 D) 0,43 E) 0,33 34. La figura muestra un resultado experimen- tal de efecto fotoeléctrico. Halle aproximada- mente (en eV) la función trabajo del metal. A) 1,07 B) 1,54 C) 2,08 D) 2,80 E) 3,05 35. Halle el potencial de frenado Vo (en V) cuan do se ilumina una placa de potasio con una luz de longitud de 3300 Å, la función trabajo para el potasio es de 2 eV. A) 5,76 B) 4,76 C) 3,76 D) 2,76 E) 1,76 36. En un experimento de efecto fotoeléctrico con un cierto material se observa que el poten- cial de frenado para luz de longitud de onda de 600 nm es 1 V. Determine la función de trabajo del material en eV. (h = 4,136×10−15 eV.s; c = 3×108 m/s) A) 0.87 B) 0,94 C) 1,00 D) 1,07 E) 1,14 FINAL_2016-I 37. El trabajo de extracción del cátodo metálico de una célula fotoeléctrica es 3,32 eV. Si sobre él incide radiación de longitud de onda 325 nm; calcule el potencial de frenado, en voltios. (h = 6,63×10–34 J.s) A) 0,5 B) 0,3 C) 0,8 D) 0,9 E) 1,5 38. La energía mínima para que se desprenda electrones del potasio es 2 eV, suponiendo que sobre el potasio incide luz de 331,5 nm. Deter- mine el voltaje de frenado, en V, para los fotoe- lectrones más rápidos. (h = 6,63×10−34 J.s) A) 1,7 B) 1,5 C) 2,75 D) 1,75 E) 3,75 39. En un experimento de efecto fotoeléctrico se utiliza una placa de sodio y luz ultravioleta de frecuencia 3×1015 Hz. Sabiendo que la frecu- encia umbral del sodio es 5,5×1014 Hz. Determi ne aproximadamente: I. La función trabajo del Na, en 10-20 J II. El potencial de frenado, en voltios. (h = 6,63×10−34 J.s; e = 1,602×10−19 C) A) 33,15; 10,14 B) 36,46; 10,14 C) 36,46; 12,41 D) 38,63; 12,41 E) 38,63; 13,41 UNI_2007-I 40. La función trabajo del potasio es 2,3 eV. a) ¿Cuál es la energía cinética máxima (en eV) de los fotoelectrones cuando la superficie se ilumina con luz de longitud de onda de 400 nm? b) Si el potencial de frenado fuera de 0,6 V. ¿Cuál sería la longitud de onda de la radiación incidente (en nm) A) 0,8; 428 B) 5,4; 428 C) 0,8, 325 D) 5,4; 325 E) 0,6; 248 41. Se ilumina una superficie metálica con luz de 780 nm de longitud de onda detectándose que se emiten electrones con una energía cinética máxima de 0,37 eV. ¿Cuál sería la energía cine- tica máxima de los electrones en eV si se ilumina la superficie con luz de 410 nm? (h = 4,14 ×10−15 eV.s; c = 3×108 m/s) A) 0,74 B) 1,22 C) 1,81 D) 3,03 E) 4,25 UNI_2007-II 42. En un experimento fotoeléctrico se com- prueba que la emisión de los fotoelectrones se inicia cuando la radiación luminosa recibida por la muestra tiene una longitud de onda de 681 nm. Si luego se irradia la muestra con una luz cuya longitud de onda es 480 nm, determine la rapidez máxima de los fotoelectrones despren- didos (en 105 m/s) A) 0,7 B) 1,8 C) 2,6 D) 3,2 E) 5,2 43. Sobre una misma placa metálica se realiza un experimento de efecto fotoeléctrico en que se hace incidir dos radiaciones A y B, pero en situa- 0,4 0,6 Ek (eV) f (1015 Hz) E • ¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena 2614884; Los Olivos 5215182; Ingeniería 4820457; Surco 4561165 Página 5 ciones independientes. Si se construye una gráfi ca de la corriente fotoeléctrica versus el voltaje aplicado, como se muestra, indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda y elija la se- cuencia correcta. I. El voltaje de frenado para la radiación A es mayor que el voltaje para la radiación B. II. La frecuencia de las radiaciones A y B son iguales. III. La intensidad de las radiaciones A y B son iguales. A) FVF B) VVF C) FFV D) VFF E) VFV 44. Se tiene tres haces de luz de colores azul, verde y rojo, todos de la misma intensidad. Al efectuar el efecto fotoeléctrico sobre el mismo material, le aplicamos un voltaje de frenado Vf a cada haz de electrones. Señale la gráfica que mejor representa dicho proceso. (R → rojo, V → verde, A → azul) A) B) C) D) E) UNI 2010-II RAYOS X 45. Respecto a los rayos X, señale la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. Son electrones altamente energizados por lo que pueden atravesar un campo magnético sin ser desviados. II. Son radiaciones electromagnéticas cuya lon- gitud de onda está comprendida entre 10–8 m y 10–12 m. III. Se generan por desaceleración de electrones muy veloces al chocar contra un blanco metálico A) VVV B) VFV C) FVF D) FFV E) FVV 46. Respecto a la generación de rayos X, iden- tifique la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: I. En el camino de los electrones hacia el blanco metálico se aumenta el voltaje para frenarlos. II. A mayor energía del electrón incidente se ob- tendrá un rayo X de mayor longitud de onda. III. Si después del impacto el electrón conserva parte de su energía cinética, no podrá salir nin- gún fotón X. A) VVV B) FFF C) FVF D) FVV E) FFV 47. En un tubo de rayos X los electrones son acelerados mediante una diferencia de potencial de 60 kV. Calcule la longitud de onda mínima (en Å), del espectro continuo de rayos X que emite este tubo. (h = 6,626×10−34 J.s; c = 3×108 m/s; e = 1,6×10−19 C; 1 Å = 10−10 m) A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3 D) 0,4 E) 0,5 UNI_2018-II 48. Las imágenes de los televisores convencio- nales se generan en tubos de rayos catódicos que operan a diferencias de potencial de varios kV. Calcule la mínima longitud de onda (en nm) delos rayos X producidos por un tubo de televisión que funciona a 15 kV. (h = 6,63×10−34 J.s; e = 1,6×10−19 C; c = 3×108 m/s) A) 0,0276 B) 0,0829 C) 0,2763 D) 0,6633 E) 0,8289 UNI 2006-I 49. La figura muestra el espectro producido por un generador de rayos x. Calcule aproximada- mente el voltaje acelerador (en kV) en el tubo de rayos X. h = 6,626×10−34 J.s; e = 1,6×10−19 C; c = 3×108 m/s A) 5 B) 10 C) 15 D) 20 E) 30 FINAL_2018-I 50. La figura muestra la distribución espectral de la emisión continua de rayos X. Determine (en nm) la longitud de onda umbral (λo) si el voltaje acelerador de los electrones es 62,1 kV. I λ (nm) 0,041 ¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena 2614884; Los Olivos 5215182; Ingeniería 4820457; Surco 4561165 Página 6 A) 0,02 B) 0,04 C) 0,06 D) 0,08 E) 0,12 I (W/m2) λ (nm) λo
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