Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 40.7 - Ex. 59
A figura mostra os níveis de energia de dois tipos de átomo. Os átomos A estão em um tubo e os átomos B estão em outro tubo. As energias (em relação à energia do estado fundamental, tomada como zero) estão indicadas; o tempo médio de vida dos átomos em cada nível também está indicado. Todos os átomos são inicialmente excitados para níveis mais altyos que os que aparecem na figura. Em seguida, os átomos decaem, passando para os níveis da figura, e muitos ficam “presos” em certos níveis, o que resulta em uma inversão de população e na possibilidade da existência do efeito laser. A luz emitida por A ilumina B e pode causar emissão estimulada por parte de B. qual é a energia por fóton dessa amissão estimulada?
Passo 1
Olá, tudo bem? Vou ajudar você nessa questão! Borá lá?
Para que haja o fenômeno de emissão estimulada, é preciso que duas condições sejam satisfeitas:
1) exista um estado com um longo tempo de vida acima de um estado com um curto tempo de vida nos dois tipos de átomo.
2) E mais, para que a luz emitida pelos átomos A produzam emissão estimulada nos átomos do tipo B, é preciso que transições nos dois tipos de átomo tenham a mesma energia.
Passo 2
Agora vamos olhar a figura do problema: essas duas condições são satisfeitas para a transição do estado de e tempo de vida de (no tipo A) para o estado de com tempo de vida de (no tipo A) e também para a transição do estado de com tempo de vida de (na coluna B) para o estado de com tempo de dos átomos do tipo B.
Dessa forma a energia por fóton da emissão estimulada dos átomos do tipo B é: