Qual é o número aproximado de fótons emitidos por minuto por um pointer laser verde ( 532 nm ) de potencia nominal 5,00 mW ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O problema pede para descobrir quantos fótons são emitidos por minuto por um ponteiro laser verde com comprimento de onda de 532 nm e potência de 5,00 mW. Para isso, vamos usar conceitos de física ótica, especialmente relacionados à energia dos fótons e à potência da luz. Precisamos entender como calcular a energia de um fóton e, a partir disso, quantificar quantos fótons são emitidos em um determinado tempo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender como calcular a energia de um único fóton. A energia de um fóton (E) pode ser determinada pela fórmula:
E = hclambda
Onde:
  • $ h $ é a constante de Planck ( h ),
  • $ c $ é a velocidade da luz ( 6,626 times 10^-34 , J·s),
  • $ \lambda $ é o comprimento de onda da luz.

Passo 3

Vamos calcular a energia de um fóton com comprimento de onda de 532 nm. Primeiro, precisamos converter o comprimento de onda para metros:
532 , nm = 532 times 10^-9 , m
Agora, substituímos na fórmula:
E = 6,626 times 10^-34 , J·s times 3,00 times 10^8 , m/s532 times 10^-9 , m
Calculando isso:
E approx 1,9878 times 10^-25 , J·m532 times 10^-9 , m approx 3,737 times 10^-19 , J
Então, cada fóton possui aproximadamente 3,737 times 10^-19 joules de energia.

Passo 4

Agora que sabemos a energia de um fóton, vamos calcular quantos fótons são emitidos por segundo pelo laser. A potência ( P) do laser é a energia por unidade de tempo:
P = Etotalt
Rearranjando para encontrar o número de fótons por segundo ( N):
N = PE
A potência dada é 5,00 mW, que convertendo para joules por segundo (watts):
5,00 , mW = 5,00 times 10^-3 , W
Então,
N = 5,00 times 10^-3 , J/s3,737 times 10^-19 , J approx 1,34 times 10^16 , fótons/s ó

Passo 5

Por fim, queremos saber quantos fótons são emitidos por minuto. Sabemos que há 60 segundos em um minuto, então multiplicamos o número de fótons por segundo por 60:
Nmin = 1,34 times 10^16 , fótons/s times 60 , s approx 8,04 times 10^17 , fótons/min óó

Resposta

O número aproximado de fótons emitidos por minuto pelo ponteiro laser verde é 8,04 times 10^17 fótons por minuto.

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