Worksheet: Aplicando el Concepto de Amplitud

Instrucciones: Resuelve los siguientes problemas utilizando tus conocimientos sobre amplitud en fenómenos químicos.

1. Ondas de sonido y vibraciones moleculares: Si aumentamos la amplitud de una onda de sonido, ¿qué sucede con la intensidad del sonido percibido? ¿Cómo se relaciona esto con las vibraciones moleculares en el aire?

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2. Espectroscopia UV-Vis y concentración: En un experimento de espectroscopia UV-Vis, se observa un aumento en la amplitud de una banda de absorción. ¿Qué se puede inferir sobre la concentración de la especie absorbente en la muestra?

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3. Oscilaciones de un péndulo y energía potencial: Un péndulo simple oscila con una cierta amplitud. Si aumentamos la amplitud de oscilación, ¿qué sucede con la energía potencial máxima del péndulo?

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4. Vibraciones moleculares y fuerza de enlace: Dos moléculas idénticas vibran con diferentes amplitudes. ¿Cuál de las dos moléculas tiene un enlace más fuerte? Justifica tu respuesta.

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5. Intensiva de la luz emitida y número de fotones: Si aumentamos la intensidad de la luz emitida por una fuente luminosa, ¿qué sucede con el número de fotones emitidos por segundo?

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Nota: Estos problemas son una introducción al concepto de amplitud en química. Para una comprensión más profunda, se recomienda explorar otros fenómenos como la resonancia magnética nuclear, la difracción de rayos X y las oscilaciones químicas.

RESPUESTAS:

1. Ondas de sonido y vibraciones moleculares: Si aumentamos la amplitud de una onda de sonido, ¿qué sucede con la intensidad del sonido percibido? ¿Cómo se relaciona esto con las vibraciones moleculares en el aire?

• Respuesta: Al aumentar la amplitud de una onda de sonido, aumenta la intensidad del sonido percibido, es decir, el sonido se escucha más fuerte. Esto se debe a que una mayor amplitud implica una mayor energía de vibración de las moléculas de aire, lo que a su vez genera una mayor presión sonora.

2. Espectroscopia UV-Vis y concentración: En un experimento de espectroscopia UV-Vis, se observa un aumento en la amplitud de una banda de absorción. ¿Qué se puede inferir sobre la concentración de la especie absorbente en la muestra?

• Respuesta: Un aumento en la amplitud de una banda de absorción en un espectro UV-Vis indica un aumento en la concentración de la especie absorbente en la muestra. Esto se debe a que una mayor concentración implica una mayor probabilidad de interacción entre los fotones de luz y las moléculas de la muestra, lo que resulta en una mayor absorción de luz.

3. Oscilaciones de un péndulo y energía potencial: Un péndulo simple oscila con una cierta amplitud. Si aumentamos la amplitud de oscilación, ¿qué sucede con la energía potencial máxima del péndulo?

• Respuesta: Al aumentar la amplitud de oscilación de un péndulo, aumenta su energía potencial máxima. Esto se debe a que a mayor amplitud, mayor es la altura máxima a la que llega el péndulo, y por lo tanto, mayor es la energía potencial gravitatoria almacenada en su punto más alto.

4. Vibraciones moleculares y fuerza de enlace: Dos moléculas idénticas vibran con diferentes amplitudes. ¿Cuál de las dos moléculas tiene un enlace más fuerte? Justifica tu respuesta.

• Respuesta: La molécula que vibra con menor amplitud tiene un enlace más fuerte. Esto se debe a que una menor amplitud de vibración indica una mayor fuerza de restauración del enlace, lo que significa que es más difícil estirar o comprimir el enlace.

5. Intensiva de la luz emitida y número de fotones: Si aumentamos la intensidad de la luz emitida por una fuente luminosa, ¿qué sucede con el número de fotones emitidos por segundo?

   • Respuesta: Al aumentar la intensidad de la luz emitida, aumenta el número de fotones emitidos por segundo. Esto se debe a que la intensidad de la luz está directamente relacionada con el flujo de energía, y cada fotón transporta una cantidad fija de energía. Por lo tanto, para aumentar la intensidad, debe aumentar el número de fotones emitidos.