Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 40.Problemas adicionais - Ex. 66
Emissão estimulada em cometas. Quando um cometa se aproxima do Sol o calor faz com que o gelo da superfície do cometa sublime, produzindo uma tênue atmosfera de vapor d'água. A luz
solar dissocia as moléculas de vapor d' água, produzindo H e OH. A luz solar também pode excitar os radicais OH para níveis de maior energia. Quando o cometa ainda está relativamente distante do Sol, a luz solar excita os átomos para os níveis e com igual probabilidade
(Fig. 40-28a). Assim, não ocorre uma inversão de população entre os dois níveis Quando o cometa se aproxima do Sol, a excitação de elétrons para o nível diminui e acontece uma inversão de população. A razão tem a ver com um dos muitos comprimentos de onda
(as chamadas linhas de Fraunhofer) que estão ausentes da luz solar por causa da absorção dos átomos da atmosfera solar. Quando o cometa se aproxima do Sol, a velocidade do cometa
em relação ao Sol aumenta e o efeito Doppler se acentua, fazendo uma das linhas de Fraunhofer coincidir com o comprimento de onda necessário para excitar os elétrons dos radicais OH para o nível . A inversão de população resultante faz com que o radical comece
a irradiar por emissão estimulada (Fig. 40-28b). Ao se aproximar do Sol em dezembro de e janeiro de , o cometa apresentou uma forte emissão na frequência de em meados de najeiro.
- Qual é a diferença de energia para essa emissão?
- Em que região do espectro eletromagnético fica essa frequência?
Passo 1
Olá pessoal, tudo bem? Essa questão assusta, mas vou ajudar vocês nessa! Vamos lá?
Letra a)
A energia do fóton emitido é igual a diferença de energia entre os níveis! Simples assim! E sabemos a frequência desse fóton: , e já estamos carecas de saber que a energia está relacionada com a frequência pela constante de Plank:
Então é só substituir para determinar a diferença de energia:
Passo 2
Letra b)
E agora consultando uma tabela de frequências do espectro eletromagnético identificamos que a frequência desse fóton está na faixa das ondas de rádio.
Certo? Não disse que seria tranquilo!
Vamos pra próxima então!