Uma lâmpada fluorescente consiste em um tubo de vidro longo com dois eletrodos de tungstênio. No interior do tubo, encontra-se um gás inerte, como o argônio, mercúrio e pequenas quantidades de fosfatos, que servem como filtro para selecionar o espectro adequado de luz. Durante o funcionamento da lâmpada, uma corrente elétrica atravessa o seu interior, provocando o seu aquecimento e vaporização dos átomos de mercúrio.
a) Sabendo que não há nenhum filamento metálico no interior do tubo, explique a que se deve a condução de corrente elétrica no interior da lâmpada.
b) Sabendo que a primeira energia de ionização do mercúrio é igual a 10,6 eV, determine qual o comprimento de onda da radiação emitida quando um íon Hg+ absorve um elétron.
Deseja-se formar uma lâmpada fluorescente azul (comprimento de onda entre 400 e 500 nm). Para isso, pode-se utilizar um ou dois níveis de energia intermediários entre o nível fundamental e o nível completamente ionizado. Para responder aos próximos itens, considere que a energia de um nível é nversamente proporcional ao quadrado do nível de energia.
c) Determine quais transições eletrônicas do átomo de mercúrio produzem comprimento de onda na faixa desejada.
d) Considerando que, na maioria dos casos, é muito difícil que o elétron permaneça em um estado excitado e que ele normalmente vai retornar ao nível fundamental, determine o comprimento de onda emitido nessa segunda transição.