Esercizi da fare
Atomo di Bohr, onde di materia e principio di indeterminazione
Tracce da svolgere in autonomia. La soluzione finale compare con il pulsante sotto ogni traccia; ogni esercizio ha anche una pagina propria, da condividere con il link.
1. Riga violetta della serie di Balmer
Calcola la lunghezza d’onda della riga della serie di Balmer dell’idrogeno che corrisponde a . Usa .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
2. Limite della serie di Paschen
Determina la lunghezza d’onda limite della serie di Paschen dell’idrogeno () e indica in quale zona dello spettro si trova. Usa .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
3. Raggio dell'orbita n = 4
Sapendo che il raggio di Bohr è , calcola il raggio dell’orbita con dell’atomo di idrogeno e il rapporto tra la velocità dell’elettrone su questa orbita e la velocità sull’orbita .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
4. Ionizzazione dal livello n = 3
Calcola l’energia di ionizzazione di un atomo di idrogeno che si trova nel livello , in elettronvolt, e la frequenza minima di un fotone in grado di ionizzarlo. Usa e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
5. Transizione dal livello 5 al livello 3
Un atomo di idrogeno passa dal livello al livello . Calcola l’energia del fotone emesso, in elettronvolt, e la sua lunghezza d’onda. Usa , e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
6. Distanza minima di una particella alfa
Una particella (carica ) con energia cinetica si dirige frontalmente verso un nucleo d’oro (), che si considera fermo. Calcola la distanza minima a cui arriva la particella. Usa , e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
7. Righe emesse in un esperimento di Franck e Hertz
In un esperimento del tipo di Franck e Hertz con vapore di un certo elemento la corrente cala bruscamente ogni volta che la tensione acceleratrice aumenta di . Calcola la lunghezza d’onda della radiazione emessa dal vapore. Usa , e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
8. Lunghezza d'onda di un protone lento
Calcola la lunghezza d’onda di de Broglie di un protone che si muove con velocità . Usa e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
9. Tensione per una lunghezza d'onda assegnata
Determina la differenza di potenziale con cui bisogna accelerare un elettrone, inizialmente fermo, perché la sua lunghezza d’onda di de Broglie sia . Usa , e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
10. Angolo di diffrazione degli elettroni
Elettroni accelerati da incidono perpendicolarmente su un cristallo in cui le file di atomi distano . Calcola l’angolo, misurato dalla normale, a cui si osserva il primo massimo di diffrazione. Usa , e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
11. Incertezza sulla velocità di un elettrone
Un elettrone è confinato in un filo sottile e la sua posizione lungo una direzione perpendicolare al filo è nota con l’incertezza . Calcola l’incertezza minima sulla componente della sua velocità lungo quella direzione. Usa e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
12. Incertezza sull'energia di uno stato eccitato
Uno stato eccitato di un atomo ha vita media . Calcola l’incertezza minima sull’energia dello stato, in joule e in elettronvolt. Usa e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
13. Terzo livello di un elettrone in una scatola
Un elettrone è confinato in una scatola unidimensionale di larghezza . Calcola l’energia del livello , in elettronvolt. Usa , e .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
14. Lunghezza d'onda sull'orbita n = 3
Usando la condizione di onda stazionaria sull’orbita, calcola la lunghezza d’onda di de Broglie dell’elettrone sull’orbita dell’atomo di idrogeno. Il raggio di Bohr è .
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.