Um pequeno laser de hélio-neônio emite luz vermelha com potência igual a 4,20 mW concentrada em um feixe de diâmetro de 2,5 mm.
Qual é a energia contida em um comprimento do feixe igual a 1,0 m?

Passo 1

Tranquilo, então o enunciado é: um laser He–Ne emite luz vermelha com potência
P = 4,20;mW
num feixe de diâmetro . A pergunta é: qual a energia contida num pedaço desse feixe com comprimento ?
Conteúdo: energia de onda eletromagnética, conceito de potência e tempo.
O que vamos precisar:
  1. saber que a luz viaja na velocidade ,
  2. a relação entre energia e potência: ,
  3. o tempo que a luz leva para percorrer : .

Passo 2

Primeiro a gente calcula o tempo t = Lc = 1,0;m3,00times10^8;m/s = 3,33times10^-9;s que a luz demora para atravessar um metro:
Aqui a ideia é bem simples: velocidade = distância / tempo, então tempo = distância / velocidade.

Passo 3

Agora, aplicando a definição de potência, que é energia por unidade de tempo, ou seja
P = EtLongrightarrow E = P,t,
substituímos E = l(4,20times10^-3;Wr)timesl(3,33times10^-9;sr) = 1,40times10^-11;J e :
Repara que o diâmetro do feixe não entra porque a gente só quer a energia contida no pedaço de comprimento , e isso depende de quanta energia sai por segundo (potência) e de quanto tempo ela fica “dentro” desse trecho.

Resposta

boxedE = 1,4times10^-11;J

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