Pregunta: Una esfera que inicialmente no tiene carga se encuentra sobre un soporte aislado y aislada en una cámara. La carga de la esfera se controla mientras un haz de luz monocromática brilla sobre ella. Al principio, no ocurre nada. La longitud de onda de la luz disminuye lentamente. Cuando la longitud de onda alcanza un valor determinado, de repente se mide una

Una esfera que inicialmente no tiene carga se encuentra sobre un soporte aislado y aislada en una cámara. La carga de la esfera se controla mientras un haz de luz monocromática brilla sobre ella. Al principio, no ocurre nada. La longitud de onda de la luz disminuye lentamente. Cuando la longitud de onda alcanza un valor determinado, de repente se mide una carga positiva en la esfera. La longitud de onda se mantiene constante y la carga continúa aumentando a un ritmo constante. A continuación, se aumenta la intensidad del haz sin que se modifique la longitud de onda y la velocidad de aumento de la carga se hace mayor.

(a) En una respuesta coherente de un párrafo de longitud, describa la causa de la carga en la esfera y los cambios en las observaciones sobre la carga, en términos de los principios de la física.

(b) Un electrón en la cámara se mueve a una velocidad de 2×10^5m/s cuando choca con un positrón (una partícula idéntica a un electrón excepto por el signo de su carga) que se mueve a la misma velocidad en la dirección opuesta. Las partículas se aniquilan entre sí. ¿Cuánta energía se libera debido a la aniquilación?

(c) En otro experimento, un haz de electrones con una longitud de onda uniforme λe incide sobre una rendija cuyo ancho es mucho mayor que λe. Se coloca un detector cerca de la rendija, pero no se observa ningún patrón de difracción. ¿Qué cambio se debe realizar para que se produzca un patrón de difracción? Indique por qué es necesario este cambio.