Fisica Atomica e Molecolare A.A. 2014/15
Compito scritto d’esame
8 luglio 2015
Problema 1
L’energia di prima ionizzazione per l’atomo di litio neutro nello stato fondamentale 1s2 2s1 è pari a 43487 cm−1 ; se lo stato di partenza del litio è invece
lo stato eccitato 1s2 2p11/2 , l’energia di prima ionizzazione vale 28581 cm−1 ; la
separazione energetica fra lo stato 1s2 2p13/2 e lo stato 1s2 2p11/2 è 0.34 cm−1 .
In presenza di un campo magnetico B=60 KGauss, a temperatura T=300 K,
un campione di litio atomico viene eccitato da radiazione elettromagnetica
diretta perpendicolarmente al campo magnetico, non polarizzata, con spettro compreso fra 104 e 2·104 cm−1 (tale, cioè, da coinvolgere solo transizioni
2s→2p).
a- Quante righe di assorbimento si osservano con un potere risolutivo pari
a 2·104 ?
b- A quali frequenze corrispondono le righe?
c- Quali di queste righe sparirebbero se la radiazione fosse polarizzata
linearmente nella direzione parallela al campo magnetico?
Dati: µB = 4.67 · 10−5 cm−1 Gauss−1 .
Problema 2
Lo spettro di assorbimento infrarosso dell’HCl gassoso è composto dalle
righe: 2798.82, 2821.39, 2843.66, 2865.19, 2906.15, 2925.58, 2944.69, 2963.34
cm−1 . Lo spettro è associato ai livelli rotovibrazionali:
"
#
1
1 2
EvK = −De + hν0
v+
−β v+
+ Bv K(K + 1)
(1)
2
2
dove ν0 è il quanto vibrazionale in approssimazione armonica, β la costante
di anarmonicità, Bv la costante rotazionale effettiva e De l’energia di dissociazione. Supponendo di considerare le transizioni rotovibrazionali con
∆v = +1 si chiede di stimare:
1
a- B0 e B1 ;
b- la frequenza vibrazionale della molecola e la costante di anarmonicità;
Darm −Danarm
c- la variazione relativa dell’energia di dissociazione chimica 0 Darm0
0
della molecola causata dall’anarmonicità, specificando se D0 aumenta
o diminuisce.
Dati: ν0 β = 0.01 cm−1 , De = 4.82 eV, 1 eV=8065.48 cm−1 .
2
