HOJA DE EJERCICIOS Nº 3

HOJA DE EJERCICIOS Nº 3
1.- Las energías de los electrones que pertenecen a átomos distintos de los del hidrógeno
2
Z ef
se pueden expresar en un modelo sencillo como E n (eV ) = −13,6
donde Zef es la
n2
carga nuclear efectiva vista por el electrón. Sabiendo que la carga nuclear efectiva vista
por un electrón en el estado 3s (n = 3 , l = 0) es Zef = 3,1 y para el mismo electrón en el
estado excitado 3s1 (n = 3, l=1) es Zef =1,5; determine la energía del fotón emitido en el
proceso en el que el electrón vuelve al estado 3s.
2.- Una lámpara de gas de sodio excitado emite fundamental a una longitud de onda
λ = 589 nm (amarillo) en la transición del electrón en el estado excitado 3p al estado
estable 3s. Si la carga nuclear efectiva del electrón en el estado 3s es Zef = 3,1,
determine la carga nuclear efectiva vista desde el estado 3p.
3.- Loa átomos de sodio emiten rayas amarillas muy intensas a λ1 = 589,592 nm y a λ2
= 588,995 nm por transiciones del electrón más externo entre dos estados de energía E1
y E2 al estado de equilibrio de energía E0.
a) Calcule las diferencias de energía E2 – E0 y E1 – E0.
b) Si el vapor de sodio está a una temperatura de 1000 K; ¿cuál es la proporción de
poblaciones de cada nivel respecto de la de equilibrio (Ni / N0)?
4.- Un láser de rubí pulsado, que trabaja a una longitud de onda de 693,4 nm, emite
pulsos de una duración de 10-11 s y con una energía de 0,1 J. ¿Cuántos fotones hay en
cada pulso.
5.- Un haz láser procedente de una cavidad con espejos esféricos tiene una abertura
angular de 10-5 rad. El haz incide sobre la superficie de un cuerpo humano, para realizar
un corte, de modo que la distancia promedio es de 30 cm. Evalúe la anchura del corte.
6.- Un láser de He – Ne con espejos esféricos y operando a 632,8 nm emite un rayo tal
que su diámetro interno es de 0,60 mm. Calcule el ancho angular total o divergencia del
haz.
7.-Dado un láser del mismo tipo que el anterior pero que esté limitado por difracción
(espejos planos de la cavidad). Si la salida el haz presenta un diámetro de 3,0 mm y se
dirige perpendicularmente sobre una pared situada a 100m, determine el diámetro del
círculo de luz sobre la pared.