O átomo de hidrogênio no modelo de Bohr é constituído de um elétron de carga e massa , que se move em órbitas circulares de raio em torno do próton, sob a influência da atração coulombiana. O raio é quantizado, dado por , onde ao é o raio de Bohr e
O período orbital para o nível , envolvendo a permissividade do vácuo , é igual a
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O enunciado já informa a expressão da quantização dos raios das órbitas, assim, para o nível $n$, têm-se: \begin{matrix} r_n = n^2 \cdot a_0 &,& a_0: \text{raio fundamental}
\end{matrix}Com isso, sabido que a interação coulombiana entre o núcleo e o elétron acarreta um movimento próximo do circular uniforme, pode-se escrever que: \begin{matrix} R_{cp} = F_{e} &\Rightarrow& m\cdot {\omega}^2 \cdot r_n = {{\dfrac{K \cdot e^2}{(r_n)^2}}} &,& K = {{\dfrac{1}{4\pi \cdot \varepsilon_0}}}
\end{matrix}Continuando, \begin{matrix} {\omega}^2 = {{\dfrac{1}{4\pi \cdot \varepsilon_0}}} \cdot {{\dfrac{e^2}{m \cdot (r_n)^3}}} &,& \omega = {{\dfrac{2\pi}{T}}} &\Rightarrow& T^2 = {{\dfrac{4^2\pi^3 \cdot \varepsilon_0 \cdot m \cdot (n^2a_0)^3}{e^2}}}
&\therefore& T = {{\dfrac{4\pi \cdot a_0 \cdot n^3 \sqrt{\pi \varepsilon_0 m a_0}}{e}}} & \tiny{\blacksquare}
\end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (D)
\end{matrix}

18:07 10/05/2024
eu usei "v/r" ao invés de "w" e por algum motivo não consigo chegar nas alternativas nem tentando uma manipulação algébrica.
Note que a força elétrica $F_{e}$ atuante no elétron devido a interação com o próton age como resultante centrífuga , logo , podemos escrever que :
$F_{e} = \dfrac{mv^2}{r} = \dfrac{|+e|\cdot|-e|}{4\pi \varepsilon_{0} \cdot r^2} \implies v^2 = \dfrac{e^2}{4\pi \varepsilon_{0} \cdot r \cdot m}$
$ = (\omega \cdot r)^2 = \dfrac{e^2}{4\pi \varepsilon_{0} \cdot r \cdot m} \implies \omega^2 = \dfrac{e^2}{4\pi \varepsilon_{0} \cdot r^3 \cdot m}$
$= \omega^2 = \dfrac{e^2}{4\pi \varepsilon_{0} \cdot a_{0}^3 \cdot n^6 \cdot m}$
$\implies \omega = \dfrac{e}{2 \cdot n^3 \cdot a_{0} \cdot \sqrt{(\pi \varepsilon_{0} \cdot a_{0} \cdot m)} } $
sabe-se que $T = \dfrac{2\pi}{\omega}$
$\therefore$
$T = \dfrac{2\pi}{\omega} = T =2\pi \cdot \dfrac{2 \cdot n^3 \cdot a_{0} \cdot \sqrt{(\pi \varepsilon_{0} \cdot a_{0} \cdot m)}}{e}$
$= \boxed{T = \dfrac{4\pi a_{0} n^3 \sqrt{\pi \varepsilon_{0} m a_{0} }}{e}}$
$\textbf{Resposta : Alternativa D}$