esercizi sulla prima e seconda lezione
esercizi sulla prima e seconda lezione
Il modello di Drude 1) Calcolare la concentrazione di elettroni di conduzione nell'argento e nell'oro e determinare i corrispondenti valori dei coefficienti di Hall. 2) Nel silicio la mobilità degli elettroni è pari a 1450 cm2/(Vs). Nel modello di Drude, a quale tempo medio tra collisioni successive corrisponde ?
3) Determinare l’energia dei fotoni con lunghezza d’onda lambda = 526nm.
4) Determinare il
momento di un fotone di luce rossa ( frequenza =
4 1014 Hz ) che viaggia nel vuoto.
5) Una sorgente
emette nel verde ( lambda = 500nm ) con una potenza di 100W.
Determinare il numero di fotoni emessi al secondo dalla sorgente.
Il corpo nero
6) Si consideri il corpo umano come un corpo nero di superficie esterna totale di circa 2m2. Ipotizzando una temperatura esterna della pelle di circa 33°C ed una temperatura ambiente di 15°C determinare la potenza netta di irraggiamento del corpo umano.
7) Un corpo nero emette radiazione alla temperatura di 2000K, determinare la lunghezza d’onda di picco dell’emissione e la densità di potenza emessa.
L'effetto fotoelettrico
8) Da una superficie metallica sulla quale incide radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda lambda1 = 570nm si verifica emissione di fotoelettroni. Il potenziale di arresto in tali condizioni è Vs1 = 0.15V. Supponendo di far incidere sulla stessa superficie radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda lambda2 = 220nm, si determinino: (a) il potenziale d’arresto corrispondente, Vs2; (b) la funzione lavoro del metallo; (c) la sua frequenza di soglia.
La lunghezza d'onda di de Broglie
9) Calcolare la lunghezza d’onda di de Broglie di un elettrone con energia cinetica pari a 2keV e il corrispondente numero d’onda k.
Atomo di Bohr
10) La serie di Balmer è una sequenza di righe spettrali dell'atomo di idrogeno, prodotte per l'emissione di un fotone da parte di un elettrone che, da uno stato eccitato, si sposta al livello descritto dal numero quantico principale n = 2. Esprimere la funzione che descrive tale serie ed indicare il minimo ed il massimo valore di lunghezza d'onda che può assumere il fotone emesso.