Enunciado
Física - Eisberg e Resnick - Física quântica- Ed: 1º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 6
A temperaturas suficientemente baixas, um átomo de uma molécula diatômica vibrando é um oscilador harmônico simples em seu estado de menor energia, porque ele está ligado ao outro átomo por uma força restauradora linear. A constante da força para uma molécula típica tem um valor aproximadamente . A massa do átomo é de cerca de .
a) Use estes números para calcular os limites para o movimento clássico a partir da fórmula citada no problema 3c.
b) Compare a distância entre esses limites às dimensões de uma molécula diatômica típica, e discuta o que esta comparação implica em relação ao comportamento de uma tal molécula a temperaturas muito baixas.
Passo 1
Fala galerinha, beleza?
No problema 3c, encontramos que o limite do movimento clássico é dado por
Usando , e :
Assim,
Passo 2
Dado que o tamanho de um átomo é da ordem de , vemos que a distância entre os átomos na molécula é cerca de 100 vezes menor que o tamanho de um átomo. Isso significaria que os átomos estariam praticamente superpostos (grudados), o que é razoável à baixas temperaturas sem flutuações térmicas: o sistema está congelado!