PAU Física 2017 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 3 (Opció A)

OPCIÓ A P3) Per a fer observacions, els microscopis òptics fan servir fotons i els microscopis electrònics utilitzen electrons. El poder de resolució d’un microscopi és la capacitat que té per a diferenciar com a punts separats dos punts molt propers i està determinat (en part) per la longitud d’ona de la radiació emprada, de tal manera que com més petita és la longitud d’ona de la radiació, més gran és la resolució del microscopi. a) Calculeu l’energia dels fotons utilitzats en un microscopi òptic de llum visible de 400 nm de longitud d’ona. Quina és la quantitat de moviment d’aquests fotons? b) Fem servir un microscopi electrònic en què els elec­ trons que ens permeten fer l’observació són accelerats per una diferència de poten­ cial, de manera que assoleixen una quantitat de moviment de 3,31 × 10–25 kg m s–1. Calculeu la relació que hi ha entre el poder de resolució d’aquest microscopi electrò­ nic i el del microscopi òptic de l’apartat anterior. Quin dels dos microscopis té més poder de resolució? Dades:  Velocitat de la llum, c = 3,00 × 108 m s–1. Constant de Planck, h = 6,63 × 10–34 J s.

OPCIÓ A P3) a)  c ,3 00 10 8        14 0.2 p c f f ,7 50 10 Hz    9 400 10          34 14 19 0.2 p E fotó hf ,6 63 10 ,7 50 10 ,4 97 10 J 0.2 p E   19 .4 97 10  fotó     27  1 p ,1 66 10 kg ms 0.2 p 0.2 p  8 c ,3 00 10 b)   34 c h .6 63 10         9  h pc ,2 00 10 m 2 nm 0.3 p 0.3 p    25 p ,3 31 10  f     3 0.4 p Relació 5 10 és a dir, la resolució del microscopi electrònic 400 es 200 vegades més gran que la resolució del microscopi òptic.