2014-02-12

Compito Istituzioni di Struttura della Materia del 12-02-2014
ESERCIZIO 1
Date le prime 10 righe di serie spettroscopica osservate in emissione misurate in cm-1,
determinare di quale serie e di quale atomo idrogenoide si tratta:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15233 20564 23032 24373 25181 25705 26065 26322 26513 26657
ESERCIZIO 2
Lo spettro della molecola di HI consiste di righe separate da 13.1 cm-1.
1. Qual è la lunghezza del legame molecolare, sapendo che mI=126.9 uma?
2. Per quale valore dell’energia si ha la massima intensità dello spettro di assorbimento della
molecola osservato a temperatura ambiente (300K)?
ESERCIZIO 3
L’energia di prima ionizzazione per l’atomo di litio neutro nello stato fondamentale (1s 22s1) è pari
a 43487 cm-1. Se lo stato di partenza del litio è invece lo stato eccitato 1s22p11/2 l’energia di prima
ionizzazione vale 28581 cm-1. La separazione energetica fra lo stato 1s22p13/2 e lo stato 1s22p11/2 è
0.34 cm-1. In presenza di un campo magnetico di 60 kGauss a temperatura T=300K un campione di
litio atomico viene eccitato da radiazione elettromagnetica diretta perpendicolarmente al campo
magnetico, non polarizzata, con spettro compreso tra 104 e 2x104 cm-1, tale da coinvolgere solo
transizioni 2s2p [µB=4.67 x 10-5 cm-1/Gauss].
1. Quante righe di assorbimento si osservano?
2. A quali frequenze corrispondono?
3. Quali di queste righe sparirebbero se la radiazione fosse polarizzata linearmente nella
direzione parallela al campo magnetico?
ESERCIZIO 4
I Quasar sono tra gli oggetti più distanti del nostro Universo. Sono nuclei di galassie di forma
sferica che hanno le seguenti caratteristiche: max=0.38 m, raggio R=1.17x1011Km, distanza dalla
Terra 1,3 miliardi di anni luce. Ricordando che  = 5.67x10-8 W/m2K4, e che h = 6.6x10-34 Js,
determinare:
a) La loro temperatura superficiale T
b) Potere emissivo I
c) Potenza totale irradiata da tutto il quasar.
d) Intensità della radiazione del quasar che giunge sulla Terra.
e) Potenza della radiazione raccolta da un telescopio di 60 cm di diametro posto sulla Terra.
f) L’energia di un fotone in eV e il numero di fotoni che entrano nel tubo del telescopio in un
secondo.
Tempo disponibile: 2 ore
Gli studenti del corso di 6 CFU devono svolgere solo i primi 3 esercizi in un tempo di 1 ora e mezza