Há processos que ocorrem na estrutura eletrônica dos átomos em que um elétron pode ganhar ou perder energia. Nesses processos, o elétron passa de u...

Question

Há processos que ocorrem na estrutura eletrônica dos átomos em que um elétron pode ganhar ou perder energia. Nesses processos, o elétron passa de um nível de energia para outro, e a diferença de energia desses dois níveis, em alguns desses processos, pode ser emitida como um fóton de luz. O fóton possui energia que pode ser determinada por uma relação direta com a frequência da luz por meio da equação E h f,=  onde E é a energia do fóton, h é a constante de Planck 34(h 6,6 10 J s)−=   e f é a frequência da luz emitida. Nessas situações, uma unidade de energia muito utilizada é o elétron-volt (eV), sendo que 191eV 1,6 10 J.−=  Considere dois níveis de energia eletrônicos com valores de 1E 2,93 eV= − e de 2E 1,28 eV,= − e um elétron que decai do nível 2E para o nível 1E , emitindo um fóton. Qual é, aproximadamente, a frequência da luz associada a esse fóton?

a) 144,00 10 Hz
b) 152,42 10 Hz
c) 151,00 10 Hz
d) 136,64 10 Hz

Ed · Answer

Para calcular a frequência da luz associada ao fóton emitido, podemos utilizar a equação E = h * f, onde E é a energia do fóton, h é a constante de Planck e f é a frequência da luz.

A diferença de energia entre os dois níveis eletrônicos é dada por:

ΔE = E2 - E1
ΔE = 1,28 eV - 2,93 eV
ΔE = -1,65 eV

Como o elétron decai do nível 2E para o nível 1E, a energia do fóton emitido é igual à diferença de energia entre esses dois níveis:

E = ΔE = -1,65 eV

Para converter essa energia para joules, podemos utilizar a relação 1 eV = 1,6 x 10^-19 J:

E = -1,65 eV * 1,6 x 10^-19 J/eV
E = -2,64 x 10^-19 J

Agora podemos calcular a frequência da luz associada ao fóton:

E = h * f
-2,64 x 10^-19 J = 6,626 x 10^-34 J.s * f
f = -2,64 x 10^-19 J / (6,626 x 10^-34 J.s)
f = 3,98 x 10^14 Hz

Portanto, a frequência da luz associada ao fóton emitido é de aproximadamente 3,98 x 10^14 Hz, o que corresponde à alternativa (c).

Há processos que ocorrem na estrutura eletrônica dos átomos em que um elétron pode ganhar ou perder energia. Nesses processos, o elétron passa de u...

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