Enunciado

Laser de C O 2 marciano. Quando a luz solar banha atmosfera de Marte, as moléculas de dióxido de carbono a uma alutude de aproximadamente 75   k m   se comportam como o meio ativo de um laser. Os níveis de energia envolvido aparecem na fig 40-26, uma inversão de população acontece entre o níveis E 2 e E 1 .

(a) Que comprimento de onda da luz solar excita a moléculas para o nível E 2 ?

(b) Qual é o comprimento de onda da luz emitida pelo laser?

(c) Em que região do espectro eletromagnético estão o comprimentos de onda calculados, no itens (a) e (b)?

Passo 1

Oi galera, tudo bem? Vou ajudar vocês nessa questão! Bora gabaritar?

Letra a)

Primeiro o que acontece é que as molécilas são excitadas do nível fundamental para o nível de energia E 2 . O nível fundamental tem energia nula e o nível E 2 = 0,289 e V .

Sabemos que o comprimento de onda do fóton deve satisfazer a seguinte relação:

Δ E = h c λ = E 2 - E 0

Como E 0 = 0 , temos que o comprimento de onda é:

λ = h c E 2 = 4,14 × 10 - 15 . 3 × 10 8 0,289 = 4,3 × 10 - 6 m

Passo 2

Letra b)

A inversão de população acontece entre os níveis E 2 e E 1 , então o comprimento de onda do fóton associado a essa transição deve satisfazer E 2 - E 1 :

E 2 - E 1 = h c λ

λ = h c E 2 - E 1 = 4,14 × 10 - 15 . 3 × 10 8 0,289 - 0,165 = 10 × 10 - 6 m

Passo 3

Letra c)

E agora que encontramos os comprimentos de onda podemos comparar com uma tabela do espectro eletromagnético. Consultando a tabela do capítulo 33, podemos ver que a região onde λ é da ordem de 10 - 6 é o infravermelho.

Resposta

a ) 4,3 × 10 - 6 m

b ) 10 × 10 - 6 m

c ) i n f r a v e r m e l h o

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