O fenômeno familiar do arco-íris resulta da difração de luz solar por meio de gotas de chuva.

(a) O comprimento de onda da luz aumenta ou diminui à medida que passamos da faixa mais interna para a mais externa do arco-íris?

(b) A frequência de luz aumenta ou diminui à medida que vamos para a faixa mais externa?

(c) Suponhamos que, em vez de luz solar, a luz visível de um tubo de descarga de hidrogênio (Figura 6.10) foi usada como fonte de luz. Como você acha que seria a aparência do “arco-íris de descarga de hidrogênio” resultante? [Seção 6.3]

Passo 1

Novamente, só teoria sobre cores e arco-íris. Ou seja, juntem seus posts de unicórnios e venham pra ver como é simples…

A formação do arco-íris resulta da separação dos raios luminosos da luz solar branca em seus diferentes comprimentos de onda por difração através de gotas de água que atuam como prisma.

Como os raios luminosos são decompostos a partir de seus comprimentos, suas faixas de energia seguem de acordo com a informação da Equação de Planck, onde:

E   = ħ   × ν  

→ Na qual há um aumento gradual da radiação emitida / energia de acordo com o aumento da frequência de onda que ele absorve / emite.

Ou:

E   = ħ   × c   ÷   λ  

→ Onde há um aumento gradual da radiação emitida / energia de acordo com a redução do comprimento de onda que ele absorve / emite.

Passo 2

Além disso, a emissão energética será vinculada à energia concedida / recebida pelo movimento dos elétrons / fótons que compõem o raio luminoso. Logo, também terão relação com fatores de espectros de linha, que representam frequências específicas de energia atribuídas aos saltos quânticos que um elétron / fóton pode realizar para alternar entre níveis de energia correspondentes às distâncias específicas elétron / núcleo.

Como o as partes mais externas da decomposição da onda eletromagnética estarão associadas às camadas que demandam mais energia de ionização para movimentação do elétron para um estado excitado. Ou seja, às camadas mais externas.

Com isso, temos:

Resposta

(a) Avançando para as camadas mais externas da onda eletromagnética o comprimento será reduzido

(b) Avançando para as camadas mais externas da onda eletromagnética frequência será aumentado

(c) Caso o arco-íris fosse efetuado por um tubo de Hidrogênio a decomposição seria idêntica à emissão do espectro de linha do átomo de H.