Orientaciones
2018 Jun A 4
a) Explique la conservación de la energía en el proceso de emisión de electrones por una superficie metálica al ser
iluminada con luz adecuada.
b) Los fotoelectrones expulsados de la superficie de un metal por una luz de $4·10^{-7}$ m de longitud de onda en el
vacío son frenados por una diferencia de potencial de $0,8$ V. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para frenar
los electrones expulsados de dicho metal por otra luz de $3·10^{-7}$ m de longitud de onda en el vacío? Justifique todas sus respuestas.
$c = 3·10^8 m s^{–1};\ e = 1,6·10^{-19} C;\ h = 6,63·10^{-34} J s $
2018 Jun B 4
a) Explique la teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico.
b) Se ilumina la superficie de un metal con dos haces de longitudes de onda $\lambda_1 = 1,96·10^{-7} m$ y $\lambda_2 = 2,65·10^{-7} m$. Se observa que la energía cinética de los electrones emitidos con la luz de longitud de onda l1 es el doble que la de los emitidos con la de l2. Obtenga la energía cinética con que salen los electrones en ambos casos y la función trabajo del metal.
$h = 6,63·10^{-34} J s;\ c = 3·10^8 m s^{-1}$
2018 Sup Jun A 4
a) Describa los procesos radiactivos alfa, beta y gamma.
b) Se ha producido un derrame de 131 Ba en un laboratorio de radioquímica. La actividad de la masa derramada es
de $1,85·10^{16}Bq$. Sabiendo que su periodo de semidesintegración es de 7,97 días, determine la masa que se ha
derramado, así como el tiempo que debe transcurrir para que el nivel de radiación descienda hasta $1,85·10^{13} Bq$.
$1 u = 1,67·10^{-27} kg; m(^{131}Ba) = 130,906941 u $
2018 Sup Jun B 4
a) Cuando se ilumina un metal con un haz de luz monocromática se observa que se produce emisión fotoeléctrica. Si se varía la intensidad del haz de luz que incide en el metal, manteniéndose constante su longitud de onda, ¿variará la velocidad máxima de los electrones emitidos? ¿Y el número de electrones emitidos en un segundo? Razone las respuestas.
b) La máxima longitud de onda con la que se produce el efecto fotoeléctrico en un metal es de $7,1·10^{-7} m$. Calcule
la energía cinética máxima de los electrones emitidos cuando se ilumina con luz de $5·10^{-7} m$, así como el potencial
de frenado necesario para anular la fotocorriente. Justifique todas sus respuestas.
$h = 6,63·10^{-34} J s;\ c = 3·10^8 m s^{-1};\ e = 1,6·10^{–19} C $
2018 Sep A 4
a) Complete, razonadamente, las reacciones nucleares siguientes especificando el tipo de nucleón o átomo representado por la letra X y el tipo de emisión radiactiva de que se trata:
${^{210}_{206}}Bi \ \rightarrow \ {^{206}_{\ 81}}Tl + X$
${^{24}_{11}}Na \ \rightarrow \ X + \beta$
$X\ \rightarrow \ {^{234}_{\ 91}}Pa + \beta$
b) Determine razonadamente la cantidad de ${^3_1}H$ que quedará, tras una desintegración beta, de una muestra inicial
de 0,1 g al cabo de 3 años sabiendo que el periodo de semidesintegración del ${^3_1}H$ es 12,3 años, así como la
actividad de la muestra al cabo de 3 años.
$m({^3_1}H) = 3,016049 u;\ 1u = 1,67 ·10^{-27} kg$
2018 Sep B 4
a) Se ilumina la superficie de un metal con dos fuentes de luz distintas observándose lo siguiente: con la primera
de frecuencia $\nu_1$ e intensidad $I_1$ no se produce efecto fotoeléctrico mientras que si la iluminamos con la segunda de frecuencia $\nu_2$ e intensidad $I_2$ se emiten electrones.
(i) ¿Qué ocurre si se duplica la intensidad de la fuente 1?
(ii) ¿Y si se duplica la intensidad de la luz de la fuente 2?; (iii) ¿y si se incrementa la frecuencia de la fuente 2?
Razone sus respuestas.
b) Para poder determinar la constante de Planck de forma experimental se ilumina una superficie de cobre con una
luz de $1,2·10^{15} Hz$ observándose que los electrones se emiten con una velocidad de $3,164·10^5 m s^{-1}$. A continuación se ilumina la misma superficie con otra luz de $1,4·10^{15} Hz$ y se observa que los electrones se emiten con una velocidad de $6,255·10^5 m s^{-1}$. Determine el valor de la constante de Planck y la función trabajo del cobre.
$c = 3·10^8 m s^{–1};\ e = 1,6·10^{-19} C;\ m_e = 9,1 ·10^{-31} kg$
2018 Sup Sep A 4
a) ¿Qué se entiende por estabilidad nuclear? Explique cualitativamente la dependencia de la estabilidad nuclear
con el número másico.
b) En algunas estrellas predominan las fusiones del denominado ciclo de carbono, cuyo último paso consiste en la
fusión de un protón con nitrógeno ${^{15}_{\ 7}}N$ para dar ${^{12}_{\ 6}}C$ y un núcleo de helio. Escriba la reacción nuclear y determine la energía necesaria para formar 1 kg de ${^{12}_{\ 6}}C$.
$c = 3·10^8 m s^{-1};\ u = 1,67·10^{-27} kg;\ $ $m({^{1}_{1}}H) = 1,007825 u;\ m( {^{15}_{\ 7}}N) = 15,000109 u;\ $ $m( {^{12}_{\ 6}}C ) = 12,000000 u; \ $ $m({^{4}_{2}}He) = 4,002603 u$
2018 Sup Sep B 4
a) ¿Qué se entiende por dualidad onda-corpúsculo? Si un electrón y un neutrón se desplazaran con la misma
energía cinética, ¿cuál de ellos tendrá un mayor valor de longitud de onda asociada? Razone su respuesta.
b) Se acelera un protón desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 5000 V. Determine la velocidad
del protón y su longitud de onda de de Broglie. Si en lugar de un protón fuera un electrón el que se acelera con la
misma diferencia de potencial, calcule su energía cinética y longitud de onda. Justifique todas sus respuestas.
$h = 6,63·10^{-34} J s;\ e = 1,6 ·10^{-19} C;\ $ $m_p = 1,7 ·10^{-27} kg;\ $ $m_e = 9,1·10^{-31} kg $
2018 ResA A 4
a) A partir de la gráfica de estabilidad nuclear, justifique en qué zona se producen de forma espontánea las
reacciones de fusión y fisión.
b) En la explosión de una bomba de hidrógeno se produce la reacción:
${^{2}_{1}}H + {^{3}_{1}}H \ \rightarrow \ {^{4}_{2}}He + {^{1}_{0}}n$
Calcule la energía liberada en la formación de 10 g de helio.
$u = 1,67·10^{-27} kg;\ $ $c = 3·10^8 m s^{-1};\ $ $m({^{2}_{1}}H) = 2,014102 u;\ $ $m({^{3}_{1}}H) = 3,016049 u;\ $ $m({^{4}_{2}}He) = 4,002603 u;\ $ $m({^{1}_{0}}n) = 1,008665 u $
2018 ResA B 4
a) Una superficie metálica emite fotoelectrones cuando se ilumina con luz verde pero no emite con luz amarilla.
Explique razonadamente qué ocurrirá cuando se ilumine con luz violeta y cuando se ilumine con luz roja.
b) Una radiación de 1,8 ·10-7 m de longitud de onda incide sobre una superficie de rubidio, cuyo trabajo de extracción es 2,26 eV. Explique razonadamente si se produce efecto fotoeléctrico y, en caso afirmativo, calcule la frecuenciaumbral del material y la velocidad de los electrones emitidos.
$h = 6,63·10^{-34} J s;\ c = 3·10^8 m s^{-1}; \ e = 1,6 ·10^{-19} C;\ $ $m_e = 9,1·10^{-31} kg $
2018 ResB A 4
a) Enuncie la ley que rige la desintegración radiactiva identificando cada una de las magnitudes que intervienen en la misma, y defina periodo de semidesintegración y actividad de un isótopo radiactivo.
b) Uno de los isótopos que se suele utilizar en radioterapia es el {^{60}}Co. La actividad de una muestra se reduce a la milésima parte en 52,34 años. Si tenemos $2·10^15$ núcleos inicialmente, determine la actividad de la muestra al cabo de dos años.
2018 ResB B 4
a) Defina defecto de masa y energía de enlace de un núcleo y cómo están relacionadas entre sí.
b) Considere los núclidos H y He. Calcule cuál de ellos es más estable y justifique la respuesta.
$u = 1,67·10^{-27} kg;\ $ $c = 3·10^8 m s^{-1};\ $ $m({^{3}_{1}}H) = 3,016049 u;\ m({^{4}_{2}}He) = 4,002603 u;\ m_n = 1,008665 u;\ $ $m_p = 1,007276 u$