Enunciado

A separação entre dois níveis vibracionais do NaCI é de cerca de 4 x 10^2 a tabela 12-1 e observando que os níveis rotacionais não são igualmente espaçados, mostre que existem cerca de 40 níveis rotacionais entre um par de níveis vibracionais

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de física quântica?!

Passo 2

Equacionando a energia de separação Δ E dos níveis vibracionais do nível rotacional r

Δ E = E r = h 2 2 I r r + 1 h 2 2 I r 2 + r

Aqui, I é o momento de inércia molecular e h é a constante de Planck 1,055 ⋅ 10 - 34   J ⋅ s

Rearranjando essa relação para a forma quadrática em r

r 2 + r - Δ E h 2 / 2 I = 0

Passo 3

Usando a equação quadrática para resolver as raízes de r :

r 1 ,   2 = - b ± b 2 - 4 a c 2 = - 1 ± 1 - 4 - Δ E h 2 / 2 I 2

→ r 1 ,   2 = - 1 2 ± 1 4 + Δ E h 2 / 2 I

Descartando o resultado não físico negativo e calculando r usando dados para NaCl, 4 ⋅ 10 - 2   e V para Δ E e 2,36 ⋅ 10 - 5   e V para h 2 / 2 I

r = - 1 2 + 1 4 + 4 ⋅ 10 - 2   e V 2,36 ⋅ 10 - 5   e V

∴ r = 40

Resposta

r = 40

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