17. Um átomo de hidrogênio no estado 3 p é colocado em um campo magnético uniforme B → . Considere a interação do campo magnético com o momento de dipolo magnético orbital do átomo. a ) Qual é o módulo do campo magnético B → necessário para desdobrar o estado 3 p em muitos níveis com uma diferença de energia entre dois níveis adjacentes igual a 2,71 ⋅ 10 - 5   e V ? b ) Quantos níveis existiriam?

Passo 1

Primeiro temos que a diferença de energia entre os níveis adjacentes, essa variação de energia é dada por:

U = μ B B

Onde μ B = 5,788 ⋅ 10 - 5   e V / T

Então é só isolarmos B e substituir os valores que sabemos.

Para saber quantos níveis existem, temos que prestar atenção na informação que o enunciado da que o átomo está no estado 3 p .

O átomo nesse estado tem l = 1 , assim temos que m l = 0 ,   ± 1 . Então temos 3 níveis de energia.

Passo 2

Vamos encontrar o valor do campo pedido no item ( a ) , temos:

U = μ B B

⇒ B = U μ 0

Substituindo os valores que conhecemos, temos:

B = 2,71 ⋅ 10 - 5 5,788 ⋅ 10 - 5

⇒ B = 0,468   T

Resposta

( a )

B = 0,468   T

( b )

3 níveis

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