18. Um átomo de hidrogênio no estado n = 1 , m s = - 1 2 é colocado em um campo magnético com módulo igual 0,480T situado na direção z . a ) Calcule a energia (em elétrons-volt) da interação magnética do elétron com o campo b ) Existe alguma interação magnética entre o campo magnético e o momento de dipolo magnético orbital nesse estado? Explique. c ) Pode existir uma interação com o momento de dipolo magnético orbital para n ≠ 1 ?

Enunciado

Vamos lá, para encontrar a energia da interação magnética do elétron com campo, basta usar a equação dada por:

Onde para esse caso é dado por:

Onde é dado por:

Finalmente temos que:

Mas se liga nesse detalhe que vai nos poupar trabalho, temos que:

Então temos que:

Agora em relação ao item e .

Como que para temos , então não há interação dipolo magnético orbital.

Mas se , é possível ter , já que .

Com isso respondemos o item e .

Agora só falta encontramos a energia, vamos lá então, temos:

Substituindo os valores que sabemos, temos:

Como que para temos , então não há interação dipolo magnético orbital.

Mas se , é possível ter , já que .