Física avanzada – circuitos de corriente alterna, imagen médica, física cuántica

Qué muestra

Se modelan en paralelo tres temas de física aplicada y moderna. El tema de CA es un circuito RLC en serie: la reactancia inductiva ωL aumenta y la capacitiva 1/(ωC) disminuye con la frecuencia; en f₀ = 1/(2π√(LC)) se anulan, la impedancia es igual a R y la corriente alcanza su máximo en fase con la tensión. El tema médico aplica la absorción exponencial de los rayos X, I = I₀e^(−μx), y el tiempo de eco del ultrasonido, t = 2d/v. El tema cuántico muestra el efecto fotoeléctrico: solo se emiten electrones si la energía del fotón hc/λ supera la función de trabajo del metal.

Cómo usarla

Elige un tema con las pestañas. En Corriente alterna, arrastra sobre la gráfica para cambiar la frecuencia mientras observas el diagrama fasorial y la curva I–f; luego pulsa Ir a la frecuencia de resonancia y cambia la Resistencia del circuito R para comparar la forma del pico. En Diagnóstico médico, usa Cambiar a ultrasonido y Cambiar a rayos X para comparar ambos métodos. En Física cuántica, arrastra para cambiar la longitud de onda y pulsa Cambiar metal para comparar potasio, zinc y plata.

Parámetros que puedes cambiar

• Tema actual 1. Corriente alterna (circuito RLC), 2. La física en el diagnóstico médico, 3. Física cuántica (efecto fotoeléctrico)
• Frecuencia de la CA 10–200 Hz
• Resistencia del circuito R 5–200 Ω
• Método de diagnóstico Radiografía (absorción de rayos X), Ecografía (reflexión de ondas sonoras)
• Longitud de onda de la luz que incide sobre el metal 200–700 nm
• Metal del cátodo Potasio (función de trabajo 2,25 eV), Zinc (función de trabajo 3,55 eV), Plata (función de trabajo 4,78 eV)

Preguntas para explorar

1. En la frecuencia de resonancia, ¿cuál es el desfase entre u e i, y por qué la corriente es máxima?
2. ¿Cómo cambian la altura y la agudeza del pico de la gráfica I–f al aumentar R?
3. Con luz de 400 nm, ¿cuáles de potasio, zinc y plata emiten electrones, y cuál es la longitud de onda umbral de cada uno?