Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 40.3 - Ex. 18
O estado fundamental do átomo de hidrogênio é, na verdade um par de estados muito próximos, já que o elétron está sujeito ao campo magnético do núcleo (próton). Em consequência, existe uma energia potencial associada à orientação no momento magnético
, do elétron em relação a e podemos dizer que o spin do elétronestá para cima (estado de maior energia) ou para baixo (estado de menor energia) em relação ao campo. Quando o elétron é excitado para o estado de maior energia, pode passar espontaneamente para o
estado de menor energia invertendo a orientação do spin e emitindo um fóton com um comprimento de onda de . (Esse processo é muito comum na Via Láctea e a radiação de , que pode ser detectada com o auxílio de radiotelescópios, revela a existência
de nuvens de hidrogênio no espaço sideral.) Qual é o módulo do campo magnético efetivo experimentado pelo elétron no estado fundamental do átomo de hidrogênio?
Passo 1
Os dados que o problema nos trás são os seguintes:
Passo 2
A frequencia da onda de ressonância está relacionada com a soma dos campos internos e externos da seguinte forma:
e essa soma nos dá o campo efetivo! Sabemos que a onda viaja na velocidade da luz, e que a frequência está relacionada com o comprimento de onda .
Como queremos saber o campo efetivo e temos todas as outras quantidades, ficou tranquilo agora!
Passo 3
Substituindo os dados do passo na fórmula do passo 2: