Experiência de mecânica quântica: o espectro de uma descarga elétrica

Se ocorrer uma descarga elétrica no ar – um relâmpago, por exemplo, ou uma faísca de um isqueiro a gás – uma luz brilhante, aparentemente branca, é observada. Na realidade, a composição espectral da luz emitida pela descarga é dominada pelas linhas de emissão do nitrogênio atômico. (o nitrogênio representa cerca de 80% da nossa atmosfera) que é ionizado e excitado pela descarga elétrica. Quando os elétrons ligados retornam ao seu estado de energia mais baixo, um fóton de energia igual ao salto de energia entre os níveis é emitido.

Com o espectrômetro que construímos, é possível observar essa emissão, que ocorre no visível, mas também no infravermelho, com linhas muito intensas em torno de 750 nm (nanômetros).

Para gerar uma descarga no ar, um circuito simples pode ser construído para aumentar a tensão de uma bateria de lítio recarregável de 3,7 volts até vários milhares de volts. O custo total dos componentes (bateria, amplificador de tensão e botão) ronda os 15 euros.

mecânica quântica

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Quando a bateria é conectada ao amplificador de tensão, com um botão, uma alta tensão é gerada entre os dois eletrodos na saída, e isso produz uma forte faísca. Você tem que ter muito cuidado porque são geradas altas tensões; a descarga elétrica também é notavelmente alta.

Os alunos NÃO devem adulterar em nenhuma circunstância este objeto para evitar riscos de qualquer tipo. A descarga pode criar interferência eletromagnética potencialmente perigosa para pessoas com marca-passos. Abaixo está o diagrama de conexão.

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