Otras carreras ejercicios cuantica!necesito ayuda urgente!!

[sergitowolf]

Hola, si me pudierais ayudar con este problema me hariais un gran favor:
Se emite un haz de fotones mediante una transicion electronica entre los niveles e2=8 eV y e1=2 eV de un sistema cuantico.[FONT=CMR10]

[FONT=CMR10]Este haz luminoso de potencia
[/FONT][/FONT]

[FONT=CMMI10][FONT=CMMI10]P [/FONT][/FONT][FONT=CMR10][FONT=CMR10]= 10 [/FONT][/FONT][FONT=CMMI10][FONT=CMMI10]μ[/FONT][/FONT][FONT=CMR10][FONT=CMR10]W incide sobre un metal cuyo trabajo de extraccion es [/FONT][/FONT][FONT=CMMI10][FONT=CMMI10]W[/FONT][/FONT][FONT=CMR7][FONT=CMR7]0 [/FONT][/FONT][FONT=CMR10][FONT=CMR10]= 2[/FONT][/FONT][FONT=CMMI10][FONT=CMMI10],[/FONT][/FONT][FONT=CMR10][FONT=CMR10]5 eV, originando la emision de electrones por efecto fotoelectrico con rendimiento (numero de electrones emitidos/numero de fotones incidentes) [/FONT][/FONT][FONT=CMMI10][FONT=CMMI10]R [/FONT][/FONT][FONT=CMR10][FONT=CMR10]= 0[/FONT][/FONT][FONT=CMMI10][FONT=CMMI10],[/FONT][/FONT][FONT=CMR10][FONT=CMR10]8.[/FONT][/FONT][FONT=CMR10]

[FONT=CMR10]Calcule: (a) la energıa, frecuencia y cantidad de movimiento de los fotones; (b) la energıa cinetica de los fotoelectrones; y (c) el numero de ellos que son emitidos por segundo.[/FONT]
[FONT=CMR10]No se como hacerlo os agradezco mucho vuestra ayuda!![/FONT]

[/FONT]

[polonio]

Re: ejercicios cuantica!necesito ayuda urgente!!

¿Qué es lo que no entiendes?

Mira por aquí para comprender el efecto fotoeléctrico y también AQUÍ.

Inténtalo y, si no te sale, sigue preguntando.

[sergitowolf]

Re: ejercicios cuantica!necesito ayuda urgente!!

lo que no comprendo es como obtener la energia porque nunca habia exo ningun ejercicio con transicion electronica de dos niveles y no se como se ace, me refiero para luego poder sacar ya frecuencia, longitud cantidad de movimiento etc... y gracias!

[polonio]

Re: ejercicios cuantica!necesito ayuda urgente!!

Pues si el haz de fotones incidente proviene de una transición entre dos estados tiene una energía:

$h \nu = \Delta E = E_2 - E_1$

[jcdecalo]

Re: ejercicios cuantica!necesito ayuda urgente!!

[FONT=Times New Roman]Respuesta[/FONT]
[FONT=Times New Roman]I Escenario del Problema[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Estamos ante la ocurrencia de un efecto fotoeléctrico externo.[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]II Datos[/FONT]
[FONT=Verdana]e2=8 eV[/FONT]
[FONT=Verdana]e1=2 eV[/FONT]
[FONT=Times New Roman]P= [FONT=CMR10] 10 [/FONT][FONT=CMMI10]μ[/FONT][FONT=CMR10]W[/FONT][/FONT]
[FONT=Times New Roman][FONT=CMMI10]W[/FONT][FONT=CMR7]0 [/FONT][FONT=CMR10]= 2[/FONT][FONT=CMMI10],[/FONT][FONT=CMR10]5 eV[/FONT][/FONT]
[FONT=Times New Roman]R=nelec.em/nfot.inc=0.8[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Calcular[/FONT]
[FONT=Times New Roman]a) b) c)[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Efot =¿? Ecelec =¿? ∆Nelec/∆t =¿?[/FONT]
[FONT=Times New Roman]νfot =¿? [/FONT]
[FONT=Times New Roman]impulsofot= ¿? ó Ecfot= ¿?[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]III Resolución[/FONT]
[FONT=Times New Roman]a)La Energía y frecuencia de los fotones emitidos es:[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]Efot = hν = e2-e1 = 8-2 eV = 6eV = 6 x1,6 10-19J = 9,6 x 10-19Joule (1)[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]Nota:1eV es igual a la energía que adquiere el electrón al recorrer un tramo del espacio que se encuentra bajo la tensión de 1V, y equivale a 1,6 10-19J[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]La frecuencia de la radiación electromagnética se calcula como:[/FONT]
[FONT=Times New Roman]νfot = Efot /h (2)[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Donde h es la constante de Planck.[/FONT]
[FONT=Times New Roman]h=6.62 x 10-34Jxs[/FONT]
[FONT=Times New Roman]sustituyendo de (1), tenemos que la frecuencia es:[/FONT]
[FONT=Times New Roman]νfot = 9,6 x 10-19Joule / 6.62 x 10-34Jxs = 1.45 x 1015 Hertz[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Si consideramos un flujo homogéneo de fotones monocromáticos, en el instante ∆t la energía cinética del i-ésimo fotón que se mueve dentro de este flujo a la velocidad de la luz c, es Eci,fot= Ecfot = mc2 = hν, por tanto, la Energía cinética resultante del flujo fotónico deberá ser igual a la Energía del haz luminoso, que en este caso se caracteriza por su potencia P, o sea, por la variación de su energía cinética en la unidad de tiempo:[/FONT]
[FONT=Times New Roman]P= ∆EcTotal / ∆t = EcTotal / ∆t = [/FONT][FONT=Symbol][FONT=Symbol]å[/FONT][/FONT][FONT=Times New Roman](n=1, nfot.inc) Ecfot / ∆t = nfot.inc x Ecfot / ∆t = nfot.inc x hν / ∆t (3)[/FONT]
[FONT=Times New Roman]∆t = 1 seg[/FONT]
[FONT=Times New Roman]De aquí se deduce que la cantidad de fotones emitidos en la unidad de tiempo es[/FONT]
[FONT=Times New Roman]nfot.inc = Px∆t / hν (4)[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Donde [/FONT]
[FONT=Times New Roman]1Joule = 1 Watt x seg , o sea, 1J=1Wxs[/FONT]
[FONT=Times New Roman]Queda pues que,[/FONT]
[FONT=Times New Roman]nfot.inc = 10 x 10-6 Wxs /9.6 x 10-19 Wxs=0.10416 x 1014 = 10,416 x 1012 fotones[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]b) Por la Ley de conservación de la energía, una parte de la energía cinética de cada fotón se consume en el trabajo de extracción del electrón, y la otra, en comunicarle velocidad una vez que haya sido liberado del metal, es decir, se transforma en su energía cinética. Por ello, la energía cinética de los electrones extraídos es [/FONT]
[FONT=Times New Roman]Ecelec.em= mv2/2= hν-[FONT=CMMI10] W[/FONT][FONT=CMR7]0 [/FONT][FONT=CMR7]= (6-2.5) eV=3.5eV [/FONT]= 3.5 x 1,6 10-19J = 5.6 x 10-19Joule (5)[/FONT]
[FONT=Times New Roman][/FONT]
[FONT=Times New Roman]c) El número de electrones emitidos por unidad de tiempo se deduce sustituyendo (4) en la definición del factor de rendimiento R:[/FONT]
[FONT=Times New Roman]R=nelec.em/nfot.inc=0.8[/FONT]
[FONT=Times New Roman]De donde,[/FONT]
[FONT=Times New Roman]nelec.em = 0.8 x Px∆t / hν = 0.8 x nfot.inc[/FONT]

PD: Un poco tarde ¿verdad? Chao!!!

[Vorpr]

Re: ejercicios cuantica!necesito ayuda urgente!!

Es un buen ejercicio, y una buena solución, pero para casos de enseñanza ¿le podrías añadir unos gráficos? sería fantástico, lo estudié con la química de Babor pero las explicaciones necesitaban bocetos.
Atte. Vorpr