En esta sesión, tras una
explicación sobre las radiaciones ionizantes y la interacción con la materia se
ha hablado sobre cómo se puede calcular cuántos átomos puede haber en una distancia
de un cm. Por lo que han quedado por resolver en casa los siguientes dos
ejercicios.
1. Calcular
cuartos átomos hay en 1 cm de arista de un cubo del material elegido.
Para realizar este ejercicio es
necesario conocer el peso atómico del elemento y su densidad relativa. Con
estos dos datos se puede proceder a resolver el problema:
El elemento escogido es el
Silicio. El cual tiene un peso atómico de 28.0855g/mol y una densidad relativa
de 2.33g/cm3
Relacionando el número de
Avogadro (6.02214129·1023 átomos/mol) y el peso atómico del Silicio
se puede conocer la cantidad de átomos que hay en un gramo de Silicio:
Como la densidad del
elemento muestra los gramos que hay en cada cm3 la cantidad de
átomos que hay en un cm3 se calcula de la siguiente manera:
Como nos interesa los
que hay en una arista de un cubo:
Por lo tanto, en un cm
de Silicio se encuentran 36.83·106
átomos de Silicio.
2. ¿Qué fotón tiene más energía, uno rojo o uno
azul? ¿Cuántas veces más?
La energía de un fotón se mide mediante la fórmula de Planck:
Donde E es la energía de cada fotón (J), h es la constante
de Planck (6.626·10-34 J·s) y v la frecuencia (s-1).
La
fórmula de Planck (1) muestra que la energía de cada fotón depende de la
frecuencia. Por lo que conociendo las frecuencias de los fotones se puede saber
qué fotón tendrá más energía y cuánta energía más tendrá, ya que la constante de
Planck no varía con el tipo de fotón.
Conociendo las frecuencias de los dos fotones:
Por lo que se puede observar que el fotón azul tiene más energía que el rojo, 1.18 veces más de energía.
Al final no eran tantos átomos, "solo" unas decenas de millones...
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