Qual é o número aproximado de fótons emitidos por minuto por um pointer laser vermelho
de potência nominal
?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente quer descobrir quantos fótons um ponteiro laser vermelho de 650 nm emite por minuto, sabendo que a potência dele é de 10,00 mW. Para isso, vamos usar conceitos de energia de fótons e potência. Precisamos lembrar das fórmulas que relacionam energia, frequência, e potência com fótons.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é potência. Potência § é a quantidade de energia que um dispositivo emite ou consome por unidade de tempo. Aqui, o laser tem uma potência de 10,00 mW, que é igual a 10,00 × 10⁻³ watts (já que 1 mW = 10⁻³ W).
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia de um único fóton. A energia (E) de um fóton pode ser calculada pela fórmula:
onde:
- $ h $ é a constante de Planck ($ 6,626 \times 10^{-34} , J·s $),
- $ c $ é a velocidade da luz ($ 3,00 \times 10^{8} , m/s $),
- $ \lambda $ é o comprimento de onda (650 nm, que é igual a $ 650 \times 10^{-9} , m $).
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula para encontrar a energia de um fóton:
Então, cada fóton possui aproximadamente $ 3,06 \times 10^{-19} , J $ de energia.
Passo 5
Agora, vamos relacionar a potência com a energia por fóton para encontrar o número de fótons emitidos por segundo. A potência é a energia por segundo, então:
Substituindo os valores:
Passo 6
Finalmente, queremos saber quantos fótons são emitidos por minuto. Como há 60 segundos em um minuto, vamos multiplicar o número de fótons por segundo por 60:
Resposta
O número aproximado de fótons emitidos por minuto pelo ponteiro laser é $ 1,96 \times 10^{18} $ fótons.