Alguns lasers emitem luz em pulsos que possuem duração de apenas 10^-12 s. O comprimento desse pulso é de ( 3 times 10^8 m / s)(10^-12 s)=3 times 10^-4 m=0,3 mm. A luz de um laser pulsado pode ser tão monocromática quanto a luz de um laser que emite um feixe uniforme, contínuo? Explique.

Passo 1

Vamos resolver um problema sobre lasers que emitem luz em pulsos ultracurtos e verificar se essa luz pode ser tão monocromática quanto a de um laser contínuo. Para isso, vamos precisar entender conceitos de duração de pulso, comprimento do pulso e a relação entre a duração do pulso e a largura espectral (monocromaticidade).

Passo 2

Primeiro, é importante lembrar que um laser contínuo emite um feixe de luz constante e estável, com uma única frequência muito precisa, o que torna sua luz altamente monocromática.

Passo 3

Por outro lado, um laser pulsado emite luz em intervalos muito curtos, chamados de pulsos. No enunciado, a duração de cada pulso é de 10^-12 segundos (1 picosegundo).

Passo 4

A relação entre a duração do pulso ( De) e a largura espectral ( De) está ligada ao princípio da incerteza, que em óptica se expressa aproximadamente por:
De= 14pi
Isso significa que quanto mais curto for o pulso (menor De), maior será a incerteza na frequência (maior De).

Passo 5

Aplicando essa relação ao nosso caso:
Isso indica que a largura espectral é de pelo menos 8 times 10^10 Hz.

Passo 6

Uma largura espectral tão grande significa que a luz emitida pelo laser pulsado abrange uma faixa muito ampla de frequências, ou seja, contém muitas cores diferentes. Já um laser contínuo, com sua emissão constante, pode manter uma largura espectral muito pequena, resultando em luz quase de uma única cor.

Resposta

Portanto, a luz de um laser pulsado com duração de 10^-12 s não pode ser tão monocromática quanto a luz de um laser contínuo, pois a curta duração dos pulsos implica em uma grande largura espectral, abrangendo múltiplas frequências.

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