(Originais Teachy 2023) - Questão Difícil de Física

O modelo atômico de Bohr foi um marco para a compreensão da estrutura atômica, especialmente para o átomo de hidrogênio, o mais simples dos átomos. Nele, os elétrons orbitam o núcleo em órbitas quantizadas, onde a energia e o raio são definidos por números quânticos. Considerando o átomo de hidrogênio no estado fundamental (n=1), um elétron é excitado para um estado de maior energia (n=3) absorvendo um fóton. Para este processo, utilize a constante de Planck (h = 6,63 x 10^-34 J.s), a velocidade da luz no vácuo (c = 3 x 10^8 m/s), a carga elementar (e = 1,6 x 10^-19 C), a massa do elétron (m_e = 9,11 x 10^-31 kg) e a constante de permissividade do vácuo (ε_0 = 8,85 x 10^-12 C^2/(N.m^2)). Não considere efeitos relativísticos ou de spin. Item 1: Calcule a frequência do fóton que foi absorvido durante a transição do elétron entre esses estados. Item 2: Determine a energia necessária para ionizar o átomo de hidrogênio a partir do estado n=1, considerando a energia do estado n=∞ como zero.