Um laser usado para corrigir retinas descoladas emite luz com comprimento de onda igual a 652 nm através de pulsos que duram
. A potência média durante cada pulso é igual a
.
Quantos fótons são emitidos em cada pulso?
Quantos fótons são emitidos em cada pulso?
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que um laser emite luz com comprimento de onda λ = 652 nm em pulsos de duração Δt = 20,0 ms e potência média P = 0,600 W. A gente quer saber quantos fótons saem em cada pulso.
Conteúdo envolvido: física quântica (energia de fóton) e conceitos de potência e energia. Vamos precisar da relação:
Conteúdo envolvido: física quântica (energia de fóton) e conceitos de potência e energia. Vamos precisar da relação:
- Energia total do pulso
. - Energia de cada fóton
. - Número de fótons
.
Passo 2
Primeiro, calculamos a energia total liberada no pulso usando
.
– Converte Δt para segundos:
– Então
– Converte Δt para segundos:
– Então
Aqui entendemos que potência (W) é joule por segundo, então multiplicar por segundos dá joules.
Passo 3
Agora queremos a energia de um único fóton usando
onde
– (constante de Planck),
– (velocidade da luz),
–
Substituindo:
–
–
–
Substituindo:
Isso mostra que cada fóton carrega uma energia muito pequena.
Passo 4
Por fim, o número de fótons é
Ou seja, a gente divide a energia total do pulso pela energia de um fóton.
Resposta
O pulso emite aproximadamente
fótons.