Questão FC277730
Considerando que a constante de Planck e a velocidade da luz sejam 4,0 × 10 -15 eV⋅s e 3,0 × 10 8 m/s, respectivamente, qual(is) a(s) transição(ões) eletrônica(s) responsável(is) p
Física Moderna
CEBRASPE (CESPE) · 2019
As lâmpadas de vapor de sódio emitem uma luz amarelo-alaranjada, quase perfeitamente monocromática, de comprimento de onda da ordem de 0,6 × 10-6 m . O consumo eficiente de energia elétrica e a possibilidade de controle da poluição visual nas cidades fazem com que a lâmpada de sódio esteja entre as mais empregadas na iluminação pública. Sabe-se que a emissão dessa luz característica está relacionada à estrutura do átomo: quando um elétron cai de um estado excitado para um estado de menor energia, ele libera essa diferença de energia E
como um fóton de frequência f = E / h, em que h é a constante de Planck. Portanto, a radiação emitida está relacionada às transições eletrônicas possíveis em cada átomo. A figura a seguir mostra os níveis de energia dos elétrons no átomo de sódio relacionados aos níveis eletrônicos s, p, d, f.
Disponível em: <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu>. Acesso em: nov. 2016 (adaptado).
Considerando que a constante de Planck e a velocidade da luz sejam 4,0 × 10 -15 eV⋅s e 3,0 × 10 8 m/s, respectivamente, qual(is) a(s) transição(ões) eletrônica(s) responsável(is) pelo brilho amarelo-alaranjado da lâmpada de sódio?
- As transições iniciadas no nível 4.
- As transições terminadas em p.
- A transição do nível 4p para o 4s.
- A transição do nível 3s para o 4s.
- A transição do nível 3p para o 3s.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
A cor amarelo-alaranjada corresponde a fótons com comprimento de onda ~0,6×10-6 m. A energia desse fóton vem de \(E=\frac{h\,c}{\lambda}\).
Substituindo os valores dados: \(E=\frac{4{,}0\times10^{-15}\,\text{eV·s}\times3{,}0\times10^{8}\,\text{m/s}}{0{,}6\times10^{-6}\,\text{m}}=2\,\text{eV}\).
Do diagrama de níveis, o nível 3p tem energia de 5 eV e o 3s de 3 eV. A variação ao passar de 3p para 3s é \(\Delta E=E_f-E_i=3-5=-2\,\text{eV}\), sinal negativo indicando liberação de energia.
Portanto, a transição 3p → 3s libera exatamente 2 eV, emitindo o fóton com comprimento de onda indicado — é ela a responsável pelo brilho amarelo-alaranjado da lâmpada de sódio.
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