A Figura 3 representa, à escala, um diagrama de níveis de energia do átomo de hidrogénio, no qual são apresentados apenas os três primeiros níveis de energia.
A energia do nível $n=4$ é $-1,36 \times 10^{-19} \mathrm{~J}$.
A que distância do nível $n=3$ deveria estar o nível $n=4$ no diagrama representado na figura? Mostre como chegou ao valor solicitado.
Nota: A distância entre os níveis $n=1$ e $n=2$ é de $3,20 ~\text{cm}$.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
A distância entre diferentes níveis de energia é proporcional à diferença dos valores energéticos entre esses níveis.
A distância entre os níveis $n=1$ e $n=2$ é de $3,20 ~\text{cm}$ e a diferença entre estes em termos energéticos será:
$$\Delta E = E_{n=2} - E_{n=1} = -5,45 \times 10^{-19} - (-2,8 \times 10^{-19}) = 1,64 \times 10^{-18} ~\mathrm{J}$$ Com isto é possível calcular a diferença de energia correspondente à distância de 1 cm entre níveis.
$$E/d= \frac{\Delta E}{d} = \frac{1,64 \times 10^{-18}}{2,30} \approx 5,13 \times 10^{-19} ~\mathrm{J~cm}^{-1}$$ Ao calcular a diferença energética entre os níveis em estudo tem-se:
$$\Delta E = E_{n=4} - E_{n=3} = -1,36 \times 10^{-19} - (-2,42 \times 10^{-19}) = 1,06 \times 10^{-19} \mathrm{J}$$ $$E/d = \frac{\Delta E}{d} \Leftrightarrow d= \frac{\Delta E}{E/d} = \frac{1,06 \times 10^{-19}}{5,13 \times 10^{-19}} \Leftrightarrow d \approx 0,21 ~\mathrm{cm}$$Resposta: Os níveis $n=3$ e $n=4$ devem distar 0,21 cm no diagrama.
Fonte: Mestre Panda
Como é suposto resolvermos este exercício digitalmente? Não deveria ser dada a informação da distância
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