Practica 2 Acustica y Optica fi unam
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7/24/2019 Practica 2 Acustica y Optica fi unam
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UNIVERSIDAD NACIONALAUTNOMA DE MXICO
FACULTAD DE INGENIERA
LABORATORIO DE ACUSTICA Y OPTICA
PRACTICA 2
Ondas Electromagnticas
PROFESOR:Luis Enrique Quintanar Corts
GRUPO: 4
INTEGRANTES:
Martnez Martnez Amaury Enrique
Rivero Daz Bernardo
Snchez Cisneros Alberto
BRIGADA: 3
Fecha: 29 de agosto del 2014
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1. Abstract (Resumen)
Se realiz la parte tres de la prctica para determinar la rapidez de propagacin, la longitud
de onda y la energa emitida por un fotn de un microonda, en esta parte se utiliz el
gonimetro, el receptor y el emisor de microondas, estos dos ltimos se colocaron sobre el
gonimetro despus se desplaz el receptor sobre el riel para encontrar cinco mnimosconsecutivos y se repiti cinco veces para obtener un promedio.
2. Marco Terico
De manera ms general, la longitud de onda es la distancia mnima entre dos puntos
cualesquiera en ondas adyacentes.
En general, la frecuencia de una onda peridica es el nmero de crestas (o valles o
cualquier otro punto en la onda) que pasa un punto determinado en un intervalo de tiempo
unitario.
El efecto fotoelctrico es la emisin de electrones cuando la luz choca contra una
superficie. Este efecto tiene muchas aplicaciones prcticas. Para escapar de una superficie,
el electrn debe absorber energa suficiente de la radiacin incidente para superar la
atraccin de los iones positivos del material de la superficie. Esta atraccin produce una
barrera de energa potencial, que confina a los electrones al interior del material.
La cantidad mnima de energa que debe ganar un electrn para escapar de determinada
superficie se llama funcin trabajo para esa superficie, y se representa con .
Hallwachs y Lenard encontraron que cuando sobre el ctodo incida luz monocromtica, nose emitan fotoelectrones, a menos que la frecuencia de la luz fuera mayor que cierto valor
mnimo llamado frecuencia de umbral. Esta frecuencia mnima depende del material del
ctodo.
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3. Objetivo
3.3 Determinar la longitud de onda, la rapidez de propagacin y la energa del fotn de unamicroonda.
4. Material
1 Receptor de microondas de 10.525 [GHz] 5%1 Gonimetro con su riel porta-componentes
1 Eliminador
5. Desarrollo5.3 Rapidez de propagacin y energa de un fotn de una onda electromagntica
Se colocaron en el riel del gonimetro el emisor y receptor de ondas.
Se alinearon lo mejor posible, enfrente uno de otro de tal forma que entre ambos formaran
un ngulo de 180
Se comenz calibrando el equipo:
o Se colocaron el emisor y el receptor lo ms cercano uno de otro de tal forma que la
escala de la caratula fuese la mxima. (53.5 [cm]).
Se fue alejando el receptor de tal forma que se viera en la cartula una cada y volviera a
subir.
Anotamos la distancia en que se produjo el evento del punto anterior.
Repetimos los pasos anteriores de tal forma que se obtengan 5 valores.
InicioPunto 1Punto 2Punto 3Punto 4
Regresamos el receptor a su posicin inicial y repetimos los pasos anteriores 5 veces.
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6. Resultados
6.3 Rapidez de propagacin y energa de un fotn de una onda electromagntica
Evento
Distancia
inicial entre
ambos
M1 M2 M3 M4 M5
1 53.5 [cm] 52.5[cm] 51.3[cm] 49.8[cm] 48.4[cm] 46.9[cm]
2 53.5 [cm] 52.7[cm] 51.2[cm] 49.9[cm] 48.4[cm] 47[cm]
3 53.5 [cm] 52.6[cm] 51.2[cm] 49.8[cm] 48.4[cm] 46.9[cm]
4 53.5 [cm] 52.5[cm] 51.3[cm] 49.9[cm] 48.4[cm] 47[cm]
5 53.5 [cm] 52.5[cm] 51.3[cm] 49.8[cm] 48.4[cm] 46.9[cm]
7. Anlisis de Resultados
7.3 Rapidez de propagacin y energa de un fotn de una onda electromagntica
ACTIVIDAD 5. Describa lo que sucede con la lectura indicada en la cartula del medidor
del receptor.
La lectura en el medidor aumenta y disminuye al desplazar el receptor sobre el rielalejndolo del receptor
ACTIVIDAD 6. Con base en la tabla obtenida, determine el valor promedio de la longitud
de onda, de las microondas, con su incertidumbre.
Con la tabla de la seccin 7.4.3
0.0281 0.000209165prom m
ACTIVIDAD 7. Determine la rapidez de propagacin de las microondas, con su
incertidumbre, considerando la actividad anterior y las especificaciones del equipo.
Para la frecuencia
910.525 0.52625 10f x Hz
La longitud de onda
0.0281 0.000209165prom m
Para la velocidad
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9
6
0.0281 10.525 10
295.7525 16.9365 10
promv v f v m x Hz v
mv x
s
ACTIVIDAD 8. Determine la energa de un fotn de la radiacin empleada, en las unidadesjoule [J] y electrn- volt [eV]
Para la energa de un fotn tenemos que:
E hf
Donde 346.626 10h x J s es la constante de Planck
Sabemos que la frecuencia del emisor es:
9
10.525 10f x Hz
34 9
24
6.626 10 10.525 10
6.974 10
E x J s x Hz
E x J
En Electrovolts
24
19
5
16.974 10
1.6 10
4.36 10
eVE x J
x J
E x eV
ACTIVIDAD 9. Con base en los resultados obtenidos es posible lograr el efecto
fotoelctrico con las microondas?
S, siempre y cuando la energa emitida por un fotn de la microonda sea mayor a la
funcin de trabajo o la frecuencia de la microonda se mayor a la frecuencia
umbral de la superficie donde se incide la microonda.
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7. 4 Incertidumbre
7.4.3 Incertidumbre (Rapidez de propagacin y energa de un fotn de una onda
electromagntica)
Evento D1[m]
1
2
D2[m]
2
2
D3[m]
3
2
D4[m]
4
2
Dprom[m]
2
prom
1 0.012 0.015 0.014 0.015 0.014
2 0.015 0.013 0.015 0.014 0.01425
3 0.014 0.014 0.014 0.015 0.01425
4 0.012 0.014 0.015 0.014 0.01375
5 0.012 0.015 0.014 0.015 0.014
0.01405 ; 0.0281prom promD m m s
Para la desviacin estndar
1
0.00020
1
91
1
65
N
i
i
s x xN
s
8. Conclusiones
Se determin la longitud de onda experimentalmente a travs de la distancia entre mnimos
( / 2 ) en cuanto el objetivo se cumpli, se calcul la longitud de onda promedio y su
incertidumbre con la desviacin estndar.
Al calcular la velocidad de propagacin es muy cercana a la velocidad de la luz en el aire
esos errores se deben ms al error de paralaje que al incertidumbre del instrumento
9. Bibliografa
Introduccin a la ptica. Pedro A. Bernaola Galvn y Pedro J. Carpena Snchez. Mlaga,
Universidad de Mlaga, 2004
Fsica universitaria, con fsica moderna volumen 2. Young, Hugh D. y Roger A.
Freedman.Pearson Educacin. Mxico, 2009, 12aedicin