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Atividade 3 - Excitação de Átomo

Nesta atividade você usará a simulação interativa do PhET para investigar como os elétrons em um átomo podem absorver e emitir energia em comprimentos de onda específicos (ou frequências equivalentes). Lembre-se: frequência e comprimento de onda estão relacionados pela fórmula , sendo a velocidade da luz (), a frequência (Hz) e o comprimento de onda (m).

Objetivos

  • Observar os saltos de energia do elétron no modelo do átomo de Bohr;
  • Relacionar a emissão de fótons ao espectro de linhas;
  • Identificar experimentalmente os comprimentos de onda (e frequências equivalentes) de ressonância do átomo;
  • Verificar a condição de absorção usando luz monocromática.

Passo a passo

Etapa 1 – Observando com luz branca
  1. Acesse a simulação e selecione a opção “Níveis de Energia”;
  2. Opte pelo modelo do Átomo de Bohr;
  3. Incida a fonte de luz branca sobre o átomo;
  4. Observe o comportamento do elétron: ele pode ser excitado e depois retornar ao nível inicial;
  5. Quando o elétron retorna, perceba a emissão de fótons;
  6. Ative a opção espectro de emissão e registre os comprimentos de onda emitidos, junto com a transição entre os níveis de energia correspondente.
Etapa 2 – Testando com luz monocromática
  1. Troque a fonte de luz para monocromática;
  2. Varie o comprimento de onda da radiação incidente;
  3. Teste os comprimentos de onda que você identificou na etapa anterior (linhas do espectro);
  4. Verifique: quando o comprimento de onda da luz incidente corresponde a uma das linhas registradas, o elétron absorve energia e salta de nível;
  5. Registre em quais comprimentos de onda a absorção ocorreu e entre quais níveis.

Questões

1. O que o espectro de emissão nos revela sobre os níveis de energia do átomo?

2. Em que condição ocorre a absorção de luz pelo elétron?

3. Qual é a relação entre as linhas do espectro e as frequências de ressonância?

4. Compare: como a ideia de ressonância no átomo se relaciona com os casos da taça de cristal e do rádio de galena?

5. Por que, mesmo sob luz branca (muitas frequências), apenas certas frequências aparecem no espectro de emissão?