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FIS-202 / Prof. D. Soto Bello
PROBLEMAS DE TAREA PARA EL EXAMEN PARCIAL #3
Física Atómica
1. El electrón más externo de un átomo de oro (19779Au) se encuentra en la capa P. Hallar: a) el radio de
la órbita circular (modelo de Bohr) de este electrón,
b) su velocidad,
c) su energía. [a) 2.4x10-11 m, b) 2.88x107 m/s , c) –3.76x10-16 J] ]
2. Determinar la configuración electrónica del átomo de berilio (94Be) [1s22s2]
3. Cuando el ojo humano esta completamente adaptado a la oscuridad es capaz de detectar una fuente
puntual de luz si la potencia liberada en la retina es de 2x10-16 W. Para una longitud de onda de 550
nm, ¿cuántos fotones por segundo deben incidir sobre la retina para ser detectados? [553 fotones]
----------------------W = 2x10-16 W (potencia) = E (energia) / t (tiempo) E = W t ; E = n Ef (n, número de fotones
en t; Ef , energia de un foton); Ef = hf = hc/λ
λ E = W t nhc/λ
λ = Wt. La respuesta se obtiene
despejando n para t = 1 s.
4. ¿Qué tipo de fotón (ultravioleta, visible, infrarrojo, de microonda) es el emitido durante la transición
λ = 95.42 nm , ultravioleta]
electrónica n = 5 n = 1 en un átomo de hidrogeno? [λ
5. ¿Qué energía se requiere para extraer un electrón del átomo de hidrogeno que esta en el estado n = 2?
[5.42x10-19J] .
-----------------Con En = -E0 Z2/n2, halle la energía pedida con ∆E = E∞ - E2. El electrón se escapa del átomo
cuando fuera de él tiene, por lo menos, una energía nula
6. Hallar la frecuencia del fotón emitido durante la transición electrónica n=5 n=4 en el átomo de litio
(73Li). [6.63x1014 Hz]
7. Un fotón de frecuencia f = 4.98x1012 Hz produce en la molécula de cloruro de hidrogeno (HCl) una
transición rotacional J=0 J=1. Hallar la separación de los átomos de hidrogeno (11H) y cloro
(3517 Cl). [4.57x10-11 m] m(11H) = 1,00794 uma, m(3517 Cl) = 34,9689 uma
8. Hallar la constante elástica de fuerza de la molécula de fluoruro de hidrogeno (HF) si la transición
vibracional v = 0 v =1 ocurre a la frecuencia f = 8.72x1013 Hz. Hidrógeno: 11H. Flúor: 199F
[473.4 N/m]
9. Sabiendo que el momento de inercia de la molécula de monoxido de carbono (CO) respecto a su eje
de rotación es de 1.46x10-46 kg.m2, halle los cuatro primeros niveles de energía de rotación del CO,
expresados en electron-voltios. Carbono: 126C; Oxigeno: 168O [ 0 eV, 0.00048 eV, 0.0014 eV,
0.0029 eV]
10. Diga para cuáles de los siguientes fotones el ojo es fotosensible: a) fotones de 20 nm, b) de 531 nm,
c) de 650 nm, d) de 850 nm.
11. Una radiación violeta de λ = 425 nm incide sobre una mano de 12cm x 10 cm de área durante 10
minutos. ¿Cuántos fotones violetas deben incidir por unidad de área y por unidad de tiempo para que
la radiación deposite en la mano una energía de 400 J? [1.188x1020]
------------------Energía de un fotón Ef = hf = hc/λ
λ. Area A = 0.12x0.1 m2. Energía E = 400 J
Número de fotones para dar la energía E N = E / Ef
Tiempo de irradiación t = 10 min = 600 s
Número de fotones por unidad de área y unidad de tiempo n = N/(At)
12. Un átomo de hidrógeno se excita con una radiación electromagnética de frecuencia f. ¿Cuál debe ser
el valor de f para que el electrón en la capa K (n = 1) : a) sea llevado a la capa P (n = 6). Halle la
energía del fotón absorbido, b) sea llevado fuera del átomo; es decir, liberado. Halle la energía del
fotón absorbido, la cual es la energía de ionización del átomo de hidrógeno. [ a) 3.18x1015 Hz ,
2.11x10-18 J , b) 3.27x1015 Hz, 2.17x10-18 J ]