De acordo com a lei de Plank, qual é a energia média
de um oscilador cuja energia é
, ou seja, cuja frequência é
?
Passo 1
Beleza, vamos entender qual é a sua pergunta. Você quer saber qual é a energia média
de um oscilador de acordo com a Lei de Planck, dado que a energia do oscilador é
e que a frequência
é igual a
. Vamos usar conceitos de física quântica e termodinâmica para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a Lei de Planck descreve a distribuição de energia dos osciladores em um corpo negro em equilíbrio térmico. A energia média
de um oscilador vibracional é dada por:
onde:
-
é a constante de Planck, -
é a frequência do oscilador, -
é a constante de Boltzmann, -
é a temperatura.
Passo 3
No seu caso, você informou que a frequência
é igual a
. Vamos substituir essa expressão na fórmula da energia média:
Passo 4
Simplificando as expressões:
Sabemos que
, então:
Passo 5
Calculando o valor numérico:
Resposta
A energia média
do oscilador é aproximadamente
.