WorksheetsCuestionario de Física Electrónica
Total questions: 83
Worksheet time: 42mins
¿Cuál de los siguientes temas NO aparece en el marco teórico del trabajo práctico?
Choques de partículas
Explicación del fenómeno
Detalle de los elementos constitutivos
Camino libre medio
¿Qué tema se aborda en la bibliografía según el índice?
Tríodos
Choques de partículas
Configuración de componentes
Explicación del fenómeno
¿Por qué es importante el "camino libre medio" en el experimento de Franck-Hertz?
Porque afecta cómo la temperatura influye en el experimento
Porque determina la velocidad de la luz
Porque mide la masa de las partículas
Porque calcula la energía potencial
¿Cuál de los siguientes es un objetivo de la experiencia de Franck-Hertz?
Verificar el comportamiento del átomo de Hg al ser impactado por cargas eléctricas.
Medir la masa del electrón.
Determinar la velocidad de la luz.
Calcular la constante de Planck.
¿Qué tipo de choque implica una transferencia de energía despreciable entre partículas?
Choque elástico
Choque plástico
Choque nuclear
Choque gravitacional
Según el texto, ¿qué resultado se obtiene de un choque elástico entre un electrón y un átomo de Hg?
Cambio en la dirección de la trayectoria del electrón
Emisión de luz visible
Fusión de los átomos
Formación de un nuevo elemento
¿Por qué fue importante el experimento de Franck y Hertz para la física cuántica?
Confirmó el modelo del átomo de Bohr y la existencia de niveles de energía cuantificados.
Demostró la existencia de la antimateria.
Descubrió la radiactividad.
Explicó la teoría de la relatividad.
En un choque plástico entre un átomo y un electrón, ¿qué sucede con la energía interna del electrón?
Disminuye su energía interna
Aumenta su energía interna
Permanece igual
Se convierte en masa
Analiza por qué la transferencia de energía en un choque elástico entre un electrón y un átomo de Hg es despreciable.
Porque la masa del electrón es mucho menor que la del átomo de Hg.
Porque ambos tienen la misma masa.
Porque el electrón se destruye en el choque.
Porque el átomo de Hg pierde toda su energía.
Explica cómo el experimento de Franck-Hertz contribuyó a la aceptación del modelo cuántico del átomo.
Demostró que los electrones solo pueden ocupar niveles de energía discretos.
Mostró que los átomos pueden tener cualquier cantidad de energía.
Probó que los electrones no existen.
Confirmó que la energía no está cuantizada.
En un choque elástico, ¿qué ocurre con el módulo del vector velocidad de la partícula?
Se incrementa.
Se reduce a cero.
No se modifica.
Se invierte completamente.
¿Por qué es importante que el tubo esté en alto vacío para la experiencia?
Para evitar la presencia de elementos en estado gaseoso que puedan interferir.
Para aumentar la cantidad de partículas cargadas.
Para reducir la energía de los electrones.
Para facilitar la observación visual directa.
Analiza: Si después de un choque la energía del electrón fuera mayor que antes, ¿qué implicaría esto respecto a la conservación de la energía?
Que se ha creado energía, violando la ley de conservación.
Que la energía se ha transferido correctamente.
Que el electrón ha perdido energía.
Que la energía permanece constante.
¿A qué se refiere la “ley de los 3/2” en el contexto de la transconductancia de un triodo?
A. A la relación entre la corriente en el ánodo y la tensión de aceleración, donde la corriente sigue una ley de variación proporcional a la tensión elevada a 3/2.
B. A la relación entre la tensión aplicada al cátodo y la masa del electrón.
C. A la ley que describe la resistencia interna del triodo.
D. A la ley que determina la temperatura de funcionamiento del triodo.
¿Cuál es la función de la rejilla en el triodo según el texto?
A. Acelerar los electrones generados en el cátodo.
B. Medir la corriente en el ánodo.
C. Calentar el cátodo.
D. Regular la temperatura del ánodo.
¿Qué representa la variable $ V_{p} $ en la ecuación de la transconductancia?
A. La tensión aplicada al ánodo.
B. La tensión aplicada a la grilla de control.
C. La corriente en el ánodo.
D. La constante experimental.
¿Qué mide el amperímetro en el experimento descrito?
A. La corriente en el ánodo.
B. La tensión aplicada al cátodo.
C. La temperatura del triodo.
D. La resistencia interna del ánodo.
¿De qué depende la constante experimental “a” en la ecuación de la transconductancia?
A. De un grupo de constantes universales como la carga del electrón, su masa y la permeabilidad del vacío.
B. De la tensión aplicada al ánodo únicamente.
C. De la temperatura ambiente.
D. De la resistencia interna del triodo.
¿A qué se refiere la constante μ en el contexto del triodo?
A. Al “factor de amplificación del triodo” relacionado con la geometría de los materiales de la válvula.
B. A la masa del electrón.
C. A la tensión aplicada al ánodo.
D. A la corriente máxima permitida.
Según la Figura 3, ¿cómo es el crecimiento de la corriente respecto a los potenciales?
A. Es continuo y constante para todos los potenciales.
B. Presenta mínimos y ceros más allá del origen.
C. Es discontinuo y variable según la temperatura.
D. Es independiente de la tensión aplicada.
¿Por qué la tangente geométrica de la curva de transconductancia nunca pasa por un mínimo ni por un cero más allá del origen?
A. Porque el crecimiento de la corriente es siempre positivo y constante para todos los potenciales.
B. Porque la resistencia interna del triodo es nula.
C. Porque la masa del electrón varía con la tensión.
D. Porque la temperatura del ánodo es constante.
¿Para qué se calienta previamente el conjunto introduciéndolo en un horno en el experimento con mercurio en un tubo de vacío?
Para producir la vaporización del mercurio.
Para enfriar el mercurio.
Para solidificar el mercurio.
Para aumentar la presión interna del tubo.
¿Qué sucede con los electrones generados por el cátodo cuando se introduce mercurio vaporizado en el tubo de vacío?
Se encuentran con átomos de mercurio y no tienen un camino completamente libre al ánodo colector.
Se aceleran sin obstáculos hacia el ánodo colector.
Se desintegran antes de llegar a la rejilla.
Se reflejan en el cátodo y no avanzan.
¿Qué ocurre con la corriente medida en el ánodo cuando el potencial de la rejilla U1 se acerca a 5V?
La corriente comienza a decrecer aunque el voltaje acelerador sigue aumentando.
La corriente aumenta sin interrupciones.
La corriente se mantiene constante.
La corriente cae a cero y no se recupera.
Según el texto, ¿qué patrón se observa en la corriente al aumentar el potencial acelerador hasta aproximadamente 30V?
La corriente aumenta con caídas cuyos picos se producen a intervalos regulares de 5V.
La corriente disminuye continuamente sin recuperación.
La corriente permanece constante en todo momento.
La corriente solo aumenta al principio y luego se estabiliza.
Observa la Figura 5. ¿Qué representa la caída de corriente en el punto A (≈ 5V) de la curva?
Que los electrones catódicos aumentan su energía y llegan más rápido al ánodo.
Que la cantidad de electrones catódicos que llegan al ánodo comienza a disminuir.
Que el potencial de frenado es insuficiente para detener a los electrones.
Que todos los electrones son absorbidos por la rejilla.
Según la explicación del fenómeno, ¿qué efecto tiene el potencial de frenado U₂ en el experimento de Franck-Hertz?
Permite que todos los electrones lleguen al ánodo sin perder energía.
Actúa como “filtro”, permitiendo que solo los electrones con energía suficiente lleguen al ánodo.
Aumenta la velocidad de los electrones catódicos.
Disminuye la cantidad de mercurio en el tubo.
¿Qué ocurre cuando se toma un valor mayor para el potencial U₁ en el experimento?
El electrón catódico alcanza una energía final menor y la variación de energía ocurre más lentamente.
El electrón catódico alcanza una energía final mayor y la variación de energía ocurre más rápidamente.
El electrón catódico es absorbido por la rejilla sin llegar al ánodo.
El electrón catódico pierde toda su energía antes de llegar al ánodo.
¿Cuál es la explicación de Franck y Hertz sobre las colisiones plásticas en el tubo?
Ocurren cuando el electrón tiene cualquier cantidad de energía.
Ocurren solo cuando el electrón tiene un “cierto valor mínimo de energía” que logra excitar al átomo.
Ocurren únicamente en ausencia de mercurio vaporizado.
Ocurren cuando el potencial acelerador es cero.
La radiación emitida por el átomo de Hg no está en el espectro visible. ¿Está por encima o por abajo? ¿Cómo se llama a ese rango de frecuencias?
Por debajo, se llama infrarrojo.
Por encima, se llama ultravioleta.
Por encima, se llama microondas.
Por debajo, se llama radiofrecuencia.
¿Qué tiene que ver la constante de Planck - h - en la emisión de radiación EM?
Determina la masa del electrón.
Relaciona la energía de la radiación con su frecuencia.
Indica la velocidad de la luz.
Define la longitud de onda de la radiación.
¿Cuál es la distancia promedio que se mueve un electrón antes de que ocurra una colisión inelástica con un átomo de mercurio?
Camino libre medio (λ)
Radio atómico
Área efectiva de colisión
Presión del gas
Según la teoría del movimiento de los gases, ¿cómo se considera a las partículas para analizar sus interacciones?
Como esferas sólidas
Como cubos perfectos
Como partículas planas
Como ondas
¿Cuál es la expresión para el área efectiva de colisión entre dos partículas en un gas?
σ = π·(r₁ + r₂)²
σ = 2π·r₁·r₂
σ = r₁² + r₂²
σ = π·(r₁ - r₂)²
En la ley general de los gases, ¿qué representa la variable n_Hg?
Número de átomos de mercurio
Densidad de átomos de mercurio
Temperatura del gas
Área de colisión
Si se aumenta la temperatura del conjunto en el experimento de Franck-Hertz, ¿qué sucede con la densidad de partículas en la atmósfera del tubo?
Aumenta
Disminuye
Permanece constante
Se vuelve cero
¿Por qué al calentar el conjunto en un horno para vaporizar el mercurio, la densidad de partículas en la atmósfera del tubo aumenta?
Porque la presión aumenta y, al ser constante el volumen, la densidad de átomos de mercurio también aumenta.
Porque la temperatura baja y el mercurio se condensa.
Porque los electrones se mueven más rápido y chocan menos.
Porque el área efectiva de colisión disminuye.
¿Cuál es la ecuación que describe la distribución de un rayo de electrones en un espacio x según la ley exponencial?
N = N₀ · e⁻ⁿσx
N = N₀ · eⁿσx
N = N₀ · e⁻x
N = N₀ · x⁻ⁿσ
¿Cómo se expresa el "camino libre medio" Λ en términos de n y σ para el tubo de Franck-Hertz?
Λ = 1 / (n · σ)
Λ = n · σ
Λ = n / σ
Λ = σ / n
¿Qué relación existe entre el camino libre medio Λ y la temperatura T según la proporcionalidad indicada en la Ec. 10?
Λ es inversamente proporcional a T
Λ es directamente proporcional a T
Λ es independiente de T
Λ es proporcional a T²
¿Qué indica la Figura 7 sobre el comportamiento experimental del camino libre medio Λ al aumentar la temperatura?
El camino libre medio Λ disminuye con el aumento de la temperatura
El camino libre medio Λ aumenta con el aumento de la temperatura
El camino libre medio Λ permanece constante con la temperatura
El camino libre medio Λ primero aumenta y luego disminuye con la temperatura
Si en un experimento el número de partículas por unidad de volumen n aumenta, ¿qué sucede con el valor del camino libre medio Λ según la ecuación Λ = 1/(n·σ)?
Λ disminuye
Λ aumenta
Λ permanece igual
Λ se vuelve negativo
Explica por qué la relación entre Λ y T es relevante para el diseño de experimentos con tubos de Franck-Hertz.
Porque permite ajustar la temperatura para controlar el camino libre medio y optimizar la observación de fenómenos de colisión electrónica
Porque determina el color de la luz emitida por el tubo
Porque indica la cantidad de electrones emitidos por el cátodo
Porque afecta únicamente la presión interna del tubo
¿Qué ocurre con la amplitud general de las curvas de Franck-Hertz cuando aumenta la temperatura?
La amplitud general aumenta.
La amplitud general permanece igual.
La amplitud general disminuye.
La amplitud general se vuelve cero.
¿Por qué las temperaturas más altas causan una disminución en el camino libre medio de los electrones en el experimento de Franck-Hertz?
Porque disminuye la densidad de partículas de los átomos de mercurio.
Porque aumenta la densidad de partículas de los átomos de mercurio.
Porque los electrones se aceleran más rápido.
Porque la tensión de frenado disminuye.
¿Qué sucede si el ángulo de dispersión de los electrones entre la rejilla y el ánodo llega a ser mayor que π/2?
Los electrones contribuyen más a la corriente anódica.
Los electrones son acelerados hacia atrás y no contribuyen a la corriente anódica.
Los electrones se detienen completamente.
Los electrones se dispersan menos.
¿Con el aumento de la temperatura, cómo se desplaza la ubicación de los mínimos y máximos en las curvas de Franck-Hertz?
Se desplaza a tensiones más bajas.
Permanece en la misma posición.
Se desplaza a tensiones más altas.
Se elimina por completo.
Existe una tensión de compensación en el experimento de Franck-Hertz. ¿Por qué la posición del primer máximo puede encontrarse más arriba que los 4,9V esperados?
Por una tensión de contacto dependiente de la temperatura entre los electrodos.
Por un error en la medición de la corriente.
Porque la temperatura no afecta la posición de los máximos.
Porque el ánodo está mal conectado.
Gráfico que muestra dos curvas experimentales de Franck-Hertz a distintas temperaturas (145°C y 200°C), donde se observa la corriente anódica en función del voltaje acelerador.
¿Qué fenómeno físico se estudia con el experimento de Franck-Hertz?
La ionización de los átomos de mercurio.
La absorción de radiación infrarroja.
La cuantización de los niveles de energía en los átomos.
La difracción de electrones en sólidos.
¿Cuál es la función principal del osciloscopio en el montaje experimental de la experiencia de Franck-Hertz?
Visualizar la curva de la experiencia y simplificar la toma de valores.
Configurar las tensiones y la temperatura del horno.
Calentar el tubo de mercurio.
Almacenar los datos en una computadora.
¿Para qué sirve la unidad de operación en el experimento de Franck-Hertz?
Configurar tensiones, temperatura del horno y capturar datos.
Medir la corriente eléctrica.
Generar la señal de osciloscopio.
Producir el vacío en el tubo.
¿Qué elemento contiene la válvula que se utiliza en el experimento y se encuentra dentro de un gabinete metálico?
Tubo con Hg (mercurio).
Osciloscopio.
Unidad de operación.
Fuente de alimentación.
Explica por qué es importante la interfaz RS-232 en la unidad de operación para el experimento de Franck-Hertz.
Permite capturar y visualizar los datos en un PC.
Genera la señal de osciloscopio.
Calienta el tubo de mercurio.
Proporciona energía al osciloscopio.
Analiza la disposición de los componentes en la figura y argumenta cómo facilita la toma de datos en la experiencia de Franck-Hertz.
La disposición permite una conexión directa y clara entre los instrumentos, facilitando la medición y registro de datos.
La disposición dificulta la visualización de los resultados.
Los componentes están separados y no se pueden conectar.
No es posible tomar datos con esta disposición.
¿Cuál es la función de la conexión a la termocupla en la unidad de control de la experiencia de Franck-Hertz?
Medir la corriente anódica.
Ajustar la tensión y temperatura.
Censar la temperatura.
Encender y apagar la unidad.
¿Para qué sirve la entrada número 2 en la unidad de control?
Para la medición de corriente anódica.
Para la salida de tensiones.
Para conectar la termocupla.
Para seleccionar el potencial de frenado.
¿Qué permite ajustar el control número 6 en la unidad de control?
El tipo de variación de potencial acelerador.
La tensión y la temperatura.
El encendido y apagado.
La visualización de valores.
¿Cuál es la función del pulsador número 7 en la unidad de control?
Seleccionar el potencial de frenado, acelerador, temperatura del tubo y potencial en el cátodo.
Medir la corriente anódica.
Ajustar la tensión y temperatura.
Visualizar los valores de tensión.
Imagina que necesitas visualizar los valores de tensión, corriente y temperatura durante la experiencia de Franck-Hertz. ¿Qué parte de la unidad de control utilizarías y por qué?
El pulsador de encendido y apagado, porque controla la energía del sistema.
La pantalla, porque muestra los valores de tensión, corriente y temperatura.
La entrada para la medición de corriente anódica, porque mide la corriente.
El ajuste de tensión y temperatura, porque permite modificar los valores.
Supón que el experimento requiere cambiar el tipo de variación del potencial acelerador. ¿Qué control deberías utilizar y cuál sería la consecuencia de no hacerlo correctamente?
El pulsador número 8; si no se usa correctamente, la variación del potencial acelerador no será la adecuada para el experimento.
El ajuste de tensión y temperatura; si no se usa correctamente, la temperatura será incorrecta.
La pantalla; si no se usa correctamente, no se visualizarán los valores.
El pulsador de inicio y parada; si no se usa correctamente, el experimento no comenzará.
¿Cuál es la función de la termocupla en el gabinete con el tubo?
Medir la temperatura del tubo
Medir la corriente en el ánodo
Ajustar el potencial acelerador
Producir el barrido de tensión
¿Para qué sirve el conector BNC en el gabinete con el tubo?
Para medir la corriente en el ánodo
Para ajustar la temperatura del tubo
Para seleccionar el potencial de frenado
Para producir el barrido de tensión
¿Cuál es el valor de tensión al que se debe ajustar el potencial de frenado U₂ durante la experiencia?
2V
35V
160V
4,9V
¿Qué acción se debe realizar para verificar si la temperatura del tubo alcanzó la temperatura nominal?
Seleccionar T_actual con el pulsador correspondiente
Ajustar la perilla 6 a 160°C
Seleccionar el potencial acelerador a 35V
Colocar la base de tiempo del osciloscopio en modo x-y
¿Por qué es importante ajustar los niveles de tensión de la entrada x e y en el osciloscopio durante la experiencia?
Para visualizar correctamente la curva de la experiencia
Para medir la temperatura del tubo
Para seleccionar el potencial de frenado
Para ajustar la corriente en el ánodo
Analiza el procedimiento: ¿Por qué se recomienda posicionar el punto de la pantalla del osciloscopio en el extremo izquierdo inferior?
Para utilizar todo el espacio disponible en la pantalla
Para evitar interferencias eléctricas
Para medir la temperatura con mayor precisión
Para ajustar el potencial acelerador
En la experiencia de Franck-Hertz, ¿qué se logra al presionar el pulsador 9 de la unidad de operación?
Producir el barrido de tensión de aceleración
Medir la corriente en el ánodo
Ajustar la temperatura del tubo
Seleccionar el potencial de frenado
Explica por qué es necesario seleccionar el modo de barrido automático en el osciloscopio durante la experiencia.
Para observar la curva de la experiencia de manera continua
Para medir la temperatura del tubo
Para ajustar el potencial acelerador
Para seleccionar el potencial de frenado
¿A qué temperatura se deben tomar las primeras dos capturas de la curva característica de la corriente anódica en función del potencial de aceleración U₁?
160 ºC y 200 ºC
100 ºC y 180 ºC
120 ºC y 220 ºC
140 ºC y 210 ºC
¿Qué debe incluir el informe al tomar 3 curvas características para distintos valores de potencial de frenado U₂ a 160 ºC?
Capturas, controles y valores fijados
Solo las capturas de pantalla
Únicamente los valores de temperatura
Solo los controles del osciloscopio
Según el procedimiento, ¿cuántos pares de corriente-tensión debe tener como mínimo cada tabla de valores?
15 pares
5 pares
10 pares
20 pares
¿Cómo se calcula el potencial de resonancia U_{R0} para cada temperatura?
Sumando todos los ΔU y dividiendo por el número de intervalos
Multiplicando U₁ por la temperatura
Restando el valor mínimo de U₁ al máximo
Promediando los valores de I_anodo
¿Por qué es importante comparar los valores obtenidos con la capturadora de datos y los obtenidos en el aula?
Para identificar posibles errores experimentales y diferencias en la precisión de los métodos de medición
Para aumentar la temperatura del experimento
Para reducir el número de pares de datos necesarios
Para evitar el uso de Python en la interpolación
Relacione las variaciones de temperatura con el concepto de camino libre medio.
El aumento de temperatura disminuye el camino libre medio de los electrones
El aumento de temperatura no afecta el camino libre medio
El aumento de temperatura aumenta el camino libre medio de los electrones
El camino libre medio solo depende del potencial de frenado
¿Cuál es el comportamiento esperado de la corriente de placa en función de la tensión aplicada en la experiencia de Franck-Hertz?
Aumenta de forma permanente sin variaciones.
Muestra una sucesión de picos cada vez más a la derecha.
Disminuye constantemente hasta llegar a cero.
Permanece constante independientemente de la tensión.
¿Qué se observa en el tubo de Franck-Hertz con neón según la fotografía mencionada en el texto?
Zonas oscuras donde no ocurre ningún fenómeno.
Zonas brillantes donde se produce la desoxidación del Ne en una longitud de onda visible.
Un vacío total sin ningún tipo de emisión.
Solo la estructura metálica del tubo sin efectos visibles.
¿Para qué sirve la simulación en Java mencionada en los recursos útiles?
Para observar los fenómenos dentro de la válvula mientras se incrementa la temperatura y la tensión de aceleración.
Para calcular la resistencia de un circuito eléctrico.
Para medir la presión dentro de un tubo de ensayo.
Para visualizar la estructura atómica del neón.
¿Qué tipo de datos se obtienen mediante la capturadora conectada al puerto RS-232 de la unidad de operación?
Valores obtenidos de la unidad de operación.
Imágenes del experimento.
Gráficas de presión atmosférica.
Datos de temperatura ambiente.
¿Cuál es la expresión final para el valor del camino libre medio Λ según la resolución de la integral?
Λ = n·σ
Λ = 1/(n·σ)
Λ = n/σ
Λ = σ/n
¿Qué método se utiliza para resolver la integral ∫x⋅ekxdx en el cálculo del camino libre medio?
Método de sustitución
Método de fracciones parciales
Método de integración por partes
Método de integración directa
¿Cuál es el valor de k en términos de n y σ según el documento?
k = n·σ
k = 1/(n·σ)
k = -n·σ
k = -1/(n·σ)
¿Qué regla matemática se aplica para salvar la indeterminación en el límite cuando x tiende a infinito?
Regla de Cramer
Regla de L'Hôpital
Regla de Laplace
Regla de Taylor
El resultado de Λ no depende del signo de k porque:
El signo de k afecta el resultado final.
El resultado de Λ es independiente del signo de k, ya que se toma el valor absoluto en la derivada.
El signo de k determina el valor de n y σ.
Se trabaja todo sin módulo y el resultado depende del signo.
