Considere o modelo de Bohr para o átomo de Hidrogênio. Um elétron é excitado de um nível para um nível ao absorver um fóton.
Calcule a energia e frequência mínimas do fóton para que este gere uma transição de para .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o modelo de Bohr para o átomo de Hidrogênio. A gente precisa descobrir qual é a energia e a frequência mínimas de um fóton que faz um elétron passar do nível para o nível . Para isso, vamos usar algumas fórmulas do modelo de Bohr e entender como a energia do elétron muda nesses níveis.

Passo 2

Primeiro, vamos entender como calcular a energia dos níveis no átomo de Hidrogênio segundo Bohr. A fórmula para a energia de um nível é:
Aqui, é a energia do nível . O sinal negativo indica que o elétron está ligado ao núcleo.

Passo 3

Agora, vamos calcular a energia nos níveis e :

Passo 4

A energia do fóton absorvido é a diferença entre essas energias:
Então, a energia mínima do fóton necessário é aproximadamente 12,09 eV.

Passo 5

Para encontrar a frequência mínima desse fóton, usamos a relação entre energia e frequência dada por:
Onde:
  • é a energia do fóton,
  • é a constante de Planck ( ),
  • é a frequência.
Mas como nossa energia está em eV, vamos converter para Joules primeiro:
Agora, resolvendo para :
Então, a frequência mínima do fóton é aproximadamente .

Resposta

A energia mínima do fóton é 12,09 eV e a frequência mínima necessária para a transição é aproximadamente .

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