Se fazemos uma medida experimental, quais seriam as possibilidades para o estado excitado do átomo de H.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre o estado excitado do átomo de hidrogênio. A gente vai trabalhar com a física quântica, especificamente com os níveis de energia dos elétrons no átomo. Precisamos entender como os elétrons podem ocupar diferentes estados de energia e quais são as possibilidades quando medimos esse estado excitado.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que no átomo de hidrogênio, o elétron pode ocupar diferentes níveis de energia. Esses níveis são quantizados, ou seja, só podem ter certos valores específicos de energia. Isso significa que o elétron não pode ter qualquer valor de energia, mas apenas aqueles permitidos pela física quântica.

Passo 3

Os níveis de energia do átomo de hidrogênio são dados pela fórmula:
Aqui, é a energia do nível e é um número inteiro positivo chamado número quântico principal ( ). O sinal negativo indica que o elétron está ligado ao núcleo.

Passo 4

O estado fundamental do átomo de hidrogênio é quando , que é o nível de energia mais baixo. Estados excitados são aqueles onde é maior que 1, ou seja, . Cada valor de corresponde a um nível de energia específico que o elétron pode ocupar quando está excitado.

Passo 5

Quando fazemos uma medida experimental para determinar o estado excitado do átomo de hidrogênio, as possibilidades de energia que podemos obter são aquelas correspondentes aos diferentes valores de . Portanto, as energias possíveis para o estado excitado são:

Resposta

As possibilidades para o estado excitado do átomo de hidrogênio são os níveis de energia correspondentes aos valores de , dados por:
Ou seja, ao medir o estado excitado, os valores de energia possíveis são aqueles para cada número quântico principal maior que 1.

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