(a) If 5 percent of the power of a
bulb is radiated in the visible spectrum, how many visible photons are radiated per second? (b) If the bulb is a point source radiating equally in all directions, what is the flux of photons (number per unit time per unit area) at a distance of 2 m ?
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
(a) o número de fótons visíveis emitidos por segundo por uma lâmpada de , sabendo que apenas
dessa potência está no espectro visível;
(b) o fluxo desses fótons (número por segundo por área) a da lâmpada, assumindo-a como fonte pontual isotrópica.
Para resolver vamos precisar de:
(a) o número de fótons visíveis emitidos por segundo por uma lâmpada de
(b) o fluxo desses fótons (número por segundo por área) a
Para resolver vamos precisar de:
- converter potencia em número de fótons usando a energia de um fóton visível médio;
- usar a fórmula do fluxo para uma fonte pontual:
.
Passo 2
Calculamos a potência radiada no visível. A lâmpada emite
, mas só
disso é visível. Logo,
Passo 3
Estimamos a energia de um fóton visível médio. Tomando comprimento de onda típico
, temos
Passo 4
O número de fótons visíveis emitidos por segundo é
Passo 5
Para achar o fluxo de fótons a
de distância, dividimos
pela área de uma esfera de raio
:
Resposta
(a)
fótons por segundo.
(b) fótons por segundo por metro quadrado.
(b)