Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 32.7 - Ex. 34
Um elétron é submetido a um campo magnético orientado no sentido positivo do eixo . A diferença de energia entre os alinhamentos paralelo e antiparalelo da componente do momento magnético de spin do elétron na presença de é . Determine o módulo de .
Passo 1
O problema fornece a diferença entre as energias associadas ao spin do elétron quando ele se encontra nas configurações paralela e antiparalela com relação ao campo externo e pede para acharmos o valor desse campo. O que devemos fazer é tentar achar uma relação entre essas duas coisas.
Sabemos que a energia do spin é dada por
Se eles forem paralelos, temos que
Já se eles forem antiparalelos:
Assim, a diferença será
Passo 2
Desta forma, a diferença entre as energias será
onde é magnéton de Bohr. Assim,
Passo 3
Substituindo e , vamos obter