Aporte Wilmer Daza

FÍSICA MODERNA

INFORME FASE 2

GRUPO No. (299003_24)

Wilmer Arley Daza Hernández - 1061698643

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

CEAD Popayán

Octubre 2015

CONTENIDO

Página

INTRODUCCIÓN.....................................................................................................3

2. MARCO TEÓRICO...............................................................................................4

3. RESULTADOS.....................................................................................................5

3.1 Resultados Actividad 1...................................................................................5





4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS....................................................................10

4.1 Actividad 1....................................................................................................10

4.2 Actividad 2....................................................................................................10

4.3 Actividad 3....................................................................................................10

4.4 Actividad 4....................................................................................................10

4.5 Actividad 5....................................................................................................10

5. CONCLUSIONES...............................................................................................11

6. BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................12

INTRODUCCIÓN

La introducción debe ser breve y debe expresar los aspectos importantes que

compone el trabajo colaborativo, en general se debe elaborar después de tener

completo el resto del documento.

3

2. MARCO TEÓRICO

Es una descripción breve de las teorías desarrolladas en este trabajo colaborativo y debe contener las fórmulas que utilizan en los desarrollos de las actividades.

Nota: Máximo 2 hojas…

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3. RESULTADOS

3.1 Resultados Actividad 1.

La temperatura de un objeto es de T grados centígrados.

a) Suponiendo que el objeto es un cuerpo negro ¿Cuál es la longitud de onda pico de la radiación que emite? De la respuesta en nm.

b) Si se supone un área de superficie total de X A metros cuadrados, ¿Cuál es la potencia total emitida por el objeto? De la respuesta en W .

c) Compruebe el resultado del ítem a) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe).

Ésta actividad de simulación (ítem c) es la PRÁCTICA 1 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga la respectiva simulación.

*Recuerde, los valores de T y X A los encuentra en la tabla de datos, son 5 ejercicios en total.

Cada estudiante o integrante del grupo resuelve un ejercicio y lo plasma aquí (5 soluciones en total).

Ejercicio 3. Nombre: Wilmer Arley Daza Hernández

Para la solución del ejercicio 1 se tienen los siguientes datos:

T=24442 °C

X A=9m2

Entonces:

a) Suponiendo que el objeto es un cuerpo negro ¿Cuál es la longitud de onda pico de la radiación que emite? De la respuesta en nm

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La longitud de onda λ se obtiene aplicando la ley de desplazamiento de Wien

λmax∗T=2,898∗10−3mK

λmax=2,898∗10−3 mK

24715.15

λmax=117,25∗10−9 m

λmax=117.25 nm

b) Si se supone un área de superficie total de X A metros cuadrados, ¿Cuál es la potencia total emitida por el objeto? De la respuesta en W .

Para la solución de este punto, entonces se tiene en cuenta la ley de Stefan Boltzmann, la cual dice que:

P=σAe T 4

Entonces:

P=x

A=9m2

e=1

T 4=24442c °

La temperatura debe expresarse en grados Kelvin por lo cual se hace la conversión teniendo en cuenta que:

° K=° C+273.15

° K=24442 °C+273.15

T 4=24715 ° K6

σ=5,67∗10−8 W /m2 K 4

P=[5,67∗10−8 W

m2 K4 ]∗9m2∗1∗24715.15 ° K4

P=0,01261214W

c) Compruebe el resultado del ítem a) haciendo uso del simulador 2 que está en el entorno de aprendizaje práctico. (Anexe la imagen de la simulación obtenida en el informe).

Tomando como referencia el simulador 2 de la parte práctica, se encuentra la siguiente imagen de referencia:

En ella se muestra que la longitud de la onda equivale a 117.3nm (El resultado obtenido fue 117.25nm)Y una temperatura de 24715°K aprox. 24700°K

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Ejercicio 3. Nombre: Wilmer Arely Daza Hernández

Considere un objeto a temperatura de T grados centígrados. Para el pico de la distribución espectral calcule:

a) La longitud de onda máxima (es decir, el pico espectral) en nm.

b) La frecuencia de un fotón para la anterior longitud de onda en Hz .

c) La energía de un fotón para la anterior longitud de onda en eV .

Usted puede comprobar el cálculo de la longitud de onda máxima haciendo uso del simulador 1. No es necesario que coloque las imágenes de las simulaciones en el informe.*Recuerde, los valores de T los encuentra en la tabla de datos, son 5 ejercicios en total

a) La longitud de onda máxima (es decir, el pico espectral) en nm.

De acuerdo a los datos obtenidos de la tabla se sabe que T=47 ° CAl convertir la temperatura de grados Celsius a Kelvin se tiene que:

° K=° C+273.15

° K=47° C+273.15

T=320.15 ° k

Para el cálculo del pico espectral se aplica la ley de desplazamiento de Wein quedando así:

λmax∗T=2,898∗10−3mK

8

λmax=2,898∗10−3 mK

320.15=9,05∗10−6 m=9,05nm

b) La frecuencia de un fotón para la anterior longitud de onda en Hz .

Para hallar la frecuencia del fotón aplicamos la siguiente fórmula:

V= cλ

Dónde:

V=frecuenciadel foton

c=velocidad de laluz

λ=longitud de ondadel ejercicioanterior (9.05nm )

Reemplazando tenemos:

V= 3∗108 m/ s9,05∗10−6 nm

=3.31∗1013 Hz

Por tanto la frecuencia del fotón es equivalente a:

3.31∗1013 Hz

c) La energía de un fotón para la anterior longitud de onda en eV .



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Haciendo uso del simulador 3, obtenga para cada valor de temperatura T :

a) La energía total emitida que aparece en el simulador, es decir ET en unidades [MW ⁄ m2] . (Anexe una imagen en el informe de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos)

b) La longitud de onda máxima 𝜆𝑚𝑎𝑥 𝑒𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 [𝑛𝑚]. (Anexe una imagen en el informe de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos).

c) Con los datos obtenidos grafique la cuarta potencia de la temperatura vs la energía total emitida, (puede utilizar Excel para hacer la gráfica):

d) Con los datos obtenidos grafique el inverso de la temperatura vs la longitud de onda, (puede utilizar Excel para hacer la gráfica).

e) Obtenga ya sea mediante Excel o de manera manual la pendiente de las dos gráficas

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f) A partir de las pendientes encontradas, ¿qué representa cada pendiente?Ésta actividad es la PRÁCTICA 2 del curso, por lo cual diríjase al entorno de aprendizaje práctico, descargue la Guía de Laboratorio Virtual y léala atentamente, para que haga las respectivas simulaciones.

*Recuerde, los valores de T en grados kelvin los encuentra en la tabla de datos. En esta actividad a cada integrante le corresponden 5 datos de temperatura, por lo tanto debe hacer con sus datos los puntos desde a) hasta f).

Nota: al realizar las gráficas las unidades de 𝐸𝑇 deben estar en 𝑊⁄𝑚2 y las unidades de la 𝜆𝑚𝑎𝑥 deben estar en 𝑚.

# T[K]ET [ MW

m2 ] λmax [nm ]

12345

Imagen de una sola simulación para cualquiera de los 5 datos.Gráfica 1:

Gráfica 2:

Pendiente 1:

Pendiente 2:

Repuesta pregunta: ¿Qué significa cada pendiente?



Antes de iniciar esta actividad, es fundamental que identifique claramente que es la longitud de onda de corte y la frecuencia de corte para el efecto fotoeléctrico.

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a) Selecciona un material y a partir de las funciones de trabajo que se dan a continuación establezca la longitud de onda de corte teórica en nm (mostrar el paso a paso del cálculo en el informe).

b) Para el material seleccionado y utilizando el simulador del efecto fotoeléctrico encuentre la longitud de onda de corte experimental, recuerde que esta corresponde al límite donde no hay desprendimiento de electrones. (Para este punto utilice una intensidad de 100% y anexe la imagen en el informe).

c)

Solución (mostrar el paso a paso)…a)…b) Imagen de la simulación…c) Respuestas a las preguntas (sustente las respuestas con imágenes del simulador)

Ejercicio 2. Nombre: Julanito 2 Perez 2…Solución (mostrar el paso a paso)…a)…

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b) Imagen de la simulación…c) Respuestas a las preguntas (sustente las respuestas con imágenes del simulador)

Etc…


Ejercicio 1. Nombre: Julanito Perez…Solución (mostrar el paso a paso)…a)…b) …

Ejercicio 2. Nombre: Julanito 2 Perez 2…Solución (mostrar el paso a paso)…a)…b) …

Etc…

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4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

En general, es entrelazar los resultados o datos obtenidos con la teoría estudiada. También, siempre deben ir sustentados con los resultados encontrados y coherentes con lo que se realizó dentro del trabajo.

Se debe entregar un solo análisis por grupo….4.1 Actividad 1.

(Respectivo análisis sustentado con los resultados obtenidos)4.2 Actividad 2




(Respectivo análisis sustentado con los resultados obtenidos)

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5. CONCLUSIONES

Deben ser coherentes con los análisis y con los temas que se desarrollaron en el trabajo colaborativo.

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6. BIBLIOGRAFÍA

(En formato APA. Puede utilizar la Administración de Fuentes Bibliográficas que

trae incorporado Word, en Referencias)

Utilice el siguiente enlace para crear las referencias:

http://www.cva.itesm.mx/biblioteca/pagina_con_formato_version_oct/apa.htm

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http://www.cva.itesm.mx/biblioteca/pagina_con_formato_version_oct/apa.htm

Aporte Wilmer Daza

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