Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0 x 10^14 Hz e potência de 110 mW. Dados:• Constante de Planck: h = 6,6 x 10–34 J/s• 1,0 ns = 1,0 x 10–9 s O número de fótons contidos nesse pulso é
A) 2,5 x 10^9.
B) 2,5 x 10^12.
C) 6,9 x 10^13.
D) 2,5 x 10^14.
E) 4,2 x 10^17.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um laser que emite um pulso de luz com certas características. A gente vai usar conceitos de energia e física dos fótons para descobrir quantos fótons estão nesse pulso. Para resolver, vamos precisar saber como calcular a energia total do pulso e a energia de cada fóton, e então dividir uma pela outra.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia total do pulso de luz. A energia (E) pode ser calculada multiplicando a potência § pela duração do pulso (t). A fórmula é:
E = P times t
A potência dada é 110 mW, que é igual a 110 times 10^-3 watts, e a duração do pulso é 6,0 ns, que é igual a 6,0 times 10^-9 segundos.
Então:
E = 110 times 10^-3 , W times 6,0 times 10^-9 , s
E = 6,6 times 10^-10 , J

Passo 3

Agora, vamos descobrir a energia de um único fóton. A energia de um fóton (Eₚ) é dada pela fórmula:
Eₚ = h times f
Onde:
  • $ h $ é a constante de Planck ( h )
  • $ f $ é a frequência da luz ( 6,6 times 10^-34 , J⋅s)
Então:
f
4,0 times 10^14 , Hz

Passo 4

Para encontrar o número de fótons (N) no pulso, dividimos a energia total do pulso pela energia de um fóton:
N = EEₚ
Substituindo os valores que calculamos:
N = 6,6 times 10^-10 , J2,64 times 10^-19 , J
N = 2,5 times 10^9

Resposta

A quantidade de fótons no pulso é 2,5 × 10⁹. Portanto, a resposta correta é a opção A) 2,5 x 10^9.

Exercícios relacionados