Um átomo de hélio se move com uma velocidade de
. Determine o comprimento de onda desse átomo.
Passo 1
Então, a gente tem um átomo de hélio que está se movendo com uma velocidade de
. O que precisamos descobrir é o comprimento de onda desse átomo. Para resolver isso, vamos usar a física quântica, especificamente a relatividade de de Broglie, que relaciona a velocidade de uma partícula com o seu comprimento de onda.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula de de Broglie para calcular o comprimento de onda (
) de uma partícula:
Aqui,
é a constante de Planck (
) e
é o momento linear da partícula.
Passo 3
O momento linear (
) é dado pela multiplicação da massa (
) pela velocidade (
) da partícula:
Então, para encontrar
, precisamos saber a massa do átomo de hélio.
Passo 4
Sabendo que o hélio tem uma massa atômica de aproximadamente 4 unidades de massa atômica (
), e que
, podemos calcular a massa (
) do átomo de hélio:
Passo 5
Agora, vamos calcular o momento linear usando a massa que encontramos e a velocidade fornecida:
Passo 6
Com o momento linear calculado, podemos usar a fórmula de de Broglie para encontrar o comprimento de onda (
):
Resposta
O comprimento de onda do átomo de hélio é aproximadamente
.