Enunciado
Química - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 43.Exercícios - Ex. 4
Nêutrons são colocados em um campo magnético com modulo igual a .
- Qual é a diferença de energia com estados em que os spins ficam paralelos ou antiparalelos ao campo magnético? Qual é o estado que possui energia mais baixa: aquele com spin paralelo ou o que possui spin antiparalelo ao campo magnético? Como seu resultado se compara com os estados de energia em prótons com o mesmo campo?
- Os nêutrons podem fazer transições de um desses estados para o outro absorvendo ou emitindo um fóton com energia igual à diferença de energia entre esses dois estados. Calcule a frequência e o comprimento de onda desse fóton.
Passo 1
Olá, tudo bem? Vou ajudar você nessa questão! Vamos lá?
Letra a)
Conforme o exemplo do livro texto, a diferença de energia vai ser proporcional ao módulo da componente do momento magnético:
E, uma vez que e estão em direções opostas em um nêutron, então a configuração de menor energia vai ser a configuração antiparalelo.
O valor encontrado é menor do que o do exemplo mencionado () mas ainda sim são valores comparáveis.
Tranquilo?
Passo 2
Letra b)
A energia do fóton foi calculada no item anterior, e é essa energia que vamos usar para calcular a frequência :
O fóton é uma onda eletromagnética, certo? então ele viaja na velocidade da luz , e sabemos que . Com a frequência que acabamos de achar, fica tranquilo achar o comprimento de onda: