Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 42.5 - Ex. 54
Alguns radionuclídeos decaem capturando um dos elétrons atômicos, que pode pertencer a cada K ou (mais raramente) a camada L. Um exemplo desse tipo de radiação é
Mostre que a energia de desintegração para este processo, supondo que o elétron capturado pertencia a camada K, é dado por
Em que são as massas atômicas de e do , respectivamente, e é a energia de ligação de um elétron da camada K do vanádio. (Sugestão: chame as massas nucleares correspondente de e some um número de elétrons suficientes para que seja possível usar as massas atômicas.)
Passo 1
Supondo que a massa do neutrino pode ser desprezada, temos:
Como de acordo com o apêndice F, o vanideo possui 23 elétrons e o titânio possui 22 elétrons, podemos somar e subtrair dessa expressão para obter:
Passo 2
Note que a nova expressão de envolve massas atômicas em vez de massas nucleares e se baseia na suposição (se forem usados os valores de e encontrados nas tabelas) de que os átomos se encontram no estado fundamental, o que, neste caso, como será discutido a seguir, não é verdade. A questão agora é a seguinte: é razoável fazermos , como no Exemplo “Determinação do valor de para um decaimento beta a partir das massas?” A resposta é “não”. O átomo de titânio é criado em um estado excitado, com uma energia bem maior que a do estado fundamental, já que o elétron foi capturado de uma camada interna, na qual o valor absoluto na energia, , é considerável para grandes valores de . Como a energia de um elétron da camada do titânio (na qual, logo após o decaimento, existe uma “lacuna” que deve ser preenchida através de uma reorganização de toda a nuvem eletrônica) é praticamente igual à energia de um elétron da camada do vanádio, podemos escrever:
Assim:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)