Esercizi di quantizzazione dell'energia per il semestre filtro
12 domande di quantizzazione dell'energia come all'esame di fisica del semestre filtro di medicina · 10 a risposta multipla e 2 a completamento, tutte con la spiegazione · le prime qui sotto, gratis
📖 In un minuto
Quantizzazione dell'energia
La luce arriva in pacchetti di energia chiamati fotoni
Fotone: massa a riposo nulla, nel vuoto viaggia a c
Frequenza doppia: energia doppia. λ tripla: energia un terzo
Luce più intensa vuol dire più fotoni, non fotoni più energetici
h = 6,63 · 10⁻³⁴ J · s e 1 eV = 1,6 · 10⁻¹⁹ J
FormulaE = h · f = h · c / λE(eV) ≈ 1240 / λ(nm)
Esempio
λ = 400 nm: E ≈ 1240 / 400 = 3,1 eV
⚠️ La trappola
A parità di potenza λ più corta vuol dire meno fotoni al secondo
Esercizi di quantizzazione dell'energia: prova tu
Domanda 1
Il fotone è caratterizzato da:
Vedi la risposta e la spiegazione
Giusta la A: massa a riposo nulla, sempre alla velocità c nel vuoto
Il fotone è privo di carica e di massa a riposo, viaggia sempre a c nel vuoto e scambia energia solo per multipli interi di hf
Domanda 2
Un fotone ha frequenza f = 6,0·10¹⁴ Hz. Quanto vale la sua energia (h = 6,63·10⁻³⁴ J·s)?
Una sorgente emette una potenza di 8,0·10⁻¹⁷ W sotto forma di fotoni che hanno ciascuno energia 2,0 eV (1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J). Quanti fotoni emette ogni secondo?
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Giusta la B: 2,5·10²
L'energia di un fotone è 2,0·1,6·10⁻¹⁹ = 3,2·10⁻¹⁹ J; il numero di fotoni al secondo è N = P/E = 8,0·10⁻¹⁷/3,2·10⁻¹⁹ = 2,5·10²
Domanda 4
Un fotone A ha frequenza doppia rispetto a un fotone B. Come si confrontano le loro energie?
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Giusta la E: L'energia di A è il doppio di quella di B
E = hf: raddoppiando la frequenza, l'energia raddoppia
Domanda 5
Un fotone ha energia 3,2·10⁻¹⁹ J. Sapendo che 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J, la sua energia in elettronvolt vale:
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Giusta la E: 2,0 eV
E = 3,2·10⁻¹⁹ J / 1,6·10⁻¹⁹ J/eV = 2,0 eV
Domanda 6 · a completamento
L'energia di un fotone è legata alla sua frequenza dalla relazione E = hf, dove h è la costante di ......
Vedi la risposta e la spiegazione
Risposta: planck
h è la costante di Planck (6,63·10⁻³⁴ J·s). La costante di Boltzmann (k) lega energia e temperatura, quella di Avogadro conta le particelle in una mole: sono costanti fisiche note ma di altri argomenti