problemas resueltos

1. ÁREA: INGENIERÍAS CURSO: FISICA
SEMANA 16
FÍSICA MODERNA
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
1. Una onda electromagnética de desplaza en un
medio liquido trasparente de manera que su
componente magnética viene dada por la
siguiente ecuación, con unidades en el S.I.
Determine la velocidad de propagación de la
onda
6 6 14
4 10 sen 2 (2,5 10 5 10 )
B x t

−
 
=   − 
 
A) 8
2 10 /
m s

B)
8
1,5 10 /
m s

C)
8
0,5 10 /
m s

D)
8
2,5 10 /
m s

E)
8
1,8 10 /
m s

2. La figura representa una OEM literalmente
polarizada. Determine la dirección de
propagación de la onda
A) +x
B) +z
C) -z
D) +y
E) -y
3. Una OEM sinusoide plano de 40MHz se
propaga en el espacio “vacío” en la dirección x,
en algún instante el campo eléctrico toma un
valor máximo de 4500N/C y está a lo largo del
eje Y. Determine la magnitud del campo
magnético en ese instante
A) 6
5 10 T
−

B) 6
20 10 T
−

C) 6
35 10 T
−

D) 6
25 10 T
−

E) 6
15 10 T
−

4. Una OEM se propaga en el aire con una
frecuencia de 9
3 10 Hz
 e incide a otro medio
con un ángulo de 53º. Determine el ángulo de
refracción en el otro medio
r r
50
μ = ; ε =8
49
A)74º
B) 37º
C)16º
D)45º
E) 75º
5. Una OEM se propaga en el vacío, con una
frecuencia de 3MHz. Al pasar a otro medio
donde: r r
μ =2 ε =8
y . Determine la variación
de la longitud de onda
A) 25m
B) 50m
C) 75m
D) 100m
E) 125m
6. Una fuente irradia ondas electromagnéticas en
todas las direcciones por igual. Si la intensidad
de la radiación a 4km de distancia es I. Calcule
la potencia que se emite desde la estación
2
10
/
I W m

=
A) 600MW
B) 500MW
C) 640MW
D) 690MW
E) 750MW
X
Y
Z
E
B

7. ÁREA: INGENIERÍAS CURSO: FISICA
SEMANA 16
7. Un moderno Router para el uso de Wifi en
nuestro hogar, emite ondas electromagnéticas
esféricas uniformemente en todas las
direcciones con una potencia de 96 W
 .
Determine la presión de radiación a una
distancia de 2m de la fuente
A) 8
3 10 Pa
−

B) 8
2,5 10 Pa
−

C) 8
3,5 10 Pa
−

D) 8
4 10 Pa
−

E) 8
2 10 Pa
−

EFECTO FOTOELÉCTRICO
8. La longitud de onda umbral de cierto material
es de 663nm. ¿Cuál debe ser la mínima
energía del fotón producida por el efecto
fotoeléctrico?
34
6,63 10 .
h J s
−
= 
A) 18
3 10 J
−

B) 20
3 10 J
−

C) 19
3 10 J
−

D) 17
3 10 J
−

E) 15
3 10 J
−

9. Un haz luminoso de luz con 7
=8,2 10 m
 −

incide sobre una superficie de potasio, si el
potencial de frenado para los electrones
emitidos es de 0,36v. Calcule la función
trabajo en eV
-15 8
h=4,1×10 eV.s y C=3×10 m/s
A) 1,14 eV
B) 1,05 eV
C) 1,21 eV
D) 1,44 eV
E) 1,69 eV
10. Un fotón de -7
λ=1×10 m interactúa con un
electrón que se encuentra en reposo,
entregándole la centésima parte de su
energía. Si toda la energía que recibe el
electrón se trasforma en energía cinética,
entonces la velocidad del electrón será de
-34 8
-31
e
h=6,6×10 J.s ; C=3×10 m/s
m =9,9×10 Kg
A) 5
1×10 m/s
B) 5
3×10 m/s
C) 5
2×10 m/s
D) 5
2,5×10 m/s
E) 5
0,3×10 m/s
11. Al irradiar un haz de luz de longitud de onda
o
λ=2400A sobre una superficie metálica se
liberan electrones con energía cinética
máxima de -20
3×10 J . Determine la frecuencia
umbral
-34 8
h=6×10 J.s y C=3×10 m/s
A) 14
18×10 Hz
B) 14
12×10 Hz
C) 14
15×10 Hz
D) 14
9×10 Hz
E) 14
24×10 Hz
12. Cuando se hace incidir luz de frecuencia
14 -1
8×10 s en una placa metálica, esta emite
electrones cuya máxima rapidez es de
5
58,4×10 m/s por el efecto fotoeléctrico si la
frecuencia de la luz incidente fuera 14 -1
6×10 s ,
la rapidez máxima en 2 2
/
m s seria.
-4 2
e
h
=7,3×10 m /s
m

12. ÁREA: INGENIERÍAS CURSO: FISICA
SEMANA 16
A) 10
30 10

B) 10
28,2 10

C) 10
42,2 10

D) 10
29,2 10

E) 10
35,2 10

13. Sobe una superficie metálica cuya función
trabajo es de 1,8ev incide radiación cuyos
cuantos son 2,7ev. Determine la energía
cinética máxima de los fotoelectrones
arrancados al metal
A)0,48ev
B) 0,52ev
C)0,65ev
D)0,75ev
E) 0,9ev
14. Sobre una placa de cepresita cuya función
trabajo es de 1,1ev se hace incidir radiación de
400nm. ¿Cuál es la máxima energía cinética
de los fotoelectrones?
-6
hc=1,24×10 ev.m
A) 1ev
B) 1,5ev
C) 2ev
D) 2,5ev
E) 3ev
RAYOS X
15. Cual es aproximadamente la mínima
diferencia de potencial entre el filamento y el
anticátodo de un tubo de rayos X para que se
produzcan rayos X de
o
0,5A de longitud de
onda
-34
h=6,4×10 J.s
A)24000v
B) 25000v
C)18000v
D)24500v
E) 15000v
16. En un tubo de rayos X los electrones se
aceleran con un voltaje de 50Kv antes de
impactar con el blanco metálico. Calcular la
longitud de onda de radiación X que sale del
metal
-34
h=6,4×10 J.s
A)
o
24A
B)
o
2,4 A
C)
o
0,24A
D)
o
240A
E)
o
0,024A
17. ¿Cuál es el potencial acelerador mínimo para
generar rayos X de una frecuencia de
18
3 10 Hz
 ?
-34
h=6,4×10 J.s
A) 12Kv
B) 24Kv
C) 36Kv
D) 6Kv
E) 18Kv
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
18. Calcular la incertidumbre de la energía del
estado nuclear excitado. Si la vida media de
un estado nuclear excitado de un átomo de
níquel es 14
35 10 s
−

-34
=1,05×10 J.s
A) 23
15 10 J
−

B) 23
0,15 10 J
−

C) 23
1,5 10 J
−

D) 23
150 10 J
−

E) 23
1500 10 J
−

19. Determine la incertidumbre de la cantidad de
movimiento del electrón que podemos
localizarlo en una región
o
Δx=1A
-34
=1,5×10 J.s

19. ÁREA: INGENIERÍAS CURSO: FISICA
SEMANA 16
A) -24
0,75×10 Kg.m/s
B) -24
7,5×10 Kg.m/s
C) -24
75×10 Kg.m/s
D) -24
0,075×10 Kg.m/s
E) -24
750×10 Kg.m/s
20. Una bala tiene una rapidez de 400m/s,
medida con una precisión de 0,02%.
Determinar la incertidumbre en la
localización de su posición
-34
bala
m =105gr y 1,05×10 J.s
=
A) -33
625×10 m
B) -33
62,5×10 m
C) -33
0,625×10 m
D) -33
6,25×10 m
E) -33
0,0625×10 m
21. Calcular la minima incertidumbre en la
determinación de la velocidad de un camión
de 3
210×10 Kg de masa, si su posición de
centro de masa esta en un intervalo de
o
2A
-34
=1,05×10 J.s
A) -32
1,25×10 m/s
B) -32
12,5×10 m/s
C) -32
0,125×10 m/s
D) -32
1250×10 m/s
E) -32
125×10 m/s
22. El intervalo de tiempo que demora un
electrón en un estado excitado, antes de sufrir
una transición, es aproximadamente
-8
(2/ ) 10 s
  calcular la incertidumbre de la
frecuencia del fotón emitido
A) 6
12,5×10 Hz
B) 5
1,25×10 Hz
C) 5
12,5×10 Hz
D) 5
125×10 Hz
E) 6
1,25×10 Hz
ELABORADO POR: EDWIN CCAHUANA MAMANI
NUMERO DE TELEFONO: 951034420