Razão Boltzmann N2/N1
- Criado por
- Renato Passos, Eng. de Software
- Revisado por
- Renato Passos, Eng. de Software
Última atualização: 18 de abr. de 2026
Sobre esta calculadora
A calculadora de razão Boltzmann N2/N1 ajuda a determinar a proporção entre populações de dois níveis de energia em sistemas em equilíbrio térmico. Usa a fórmula N2/N1 = exp(−ΔE/kT), onde ΔE é a diferença de energia entre os níveis, k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura absoluta.
Ela é aplicada em física estatística para prever distribuição de partículas em sistemas como gases, sólidos ou reações químicas. Por exemplo, em lasers, calcula a inversão populacional necessária para emissão coerente. A fórmula assume equilíbrio térmico e temperatura em Kelvin.
Cuidados: use ΔE em joules ou eV conforme a constante k, e T deve ser em Kelvin. Valores negativos de ΔE invertem a razão (N1/N2). Para sistemas fora do equilíbrio, resultados podem ser aproximados.
Perguntas frequentes
Por que a razão diminui com a temperatura?
A temperatura aumenta o denominador kT na fórmula, reduzindo a exponencial. Em altas temperaturas, os níveis de energia mais energéticos ficam mais populados.
O que acontece se ΔE for negativo?
A razão inverte-se para N1/N2, pois o sinal de ΔE muda. Isso indica que o nível de energia inferior está mais populado.
Pode ser usada em sistemas não-quânticos?
Sim, desde que os níveis de energia sejam bem definidos e o sistema esteja em equilíbrio térmico, como em reações químicas ou gases.
A precisão depende de quê?
Da validade da aproximação de equilíbrio térmico e da correta medição de ΔE e T. Sistemas não-idealizados podem gerar desvios.