A potência de saída de um laser é medida em watts ( W, 1 W=1 J s^-1 ). Qual o número de fótons emitidos por segundo por um laser de nitrogênio de 1,00 mW ? O comprimento de onda emitido por um laser de nitrogênio é de 337 nm .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a potência de saída de um laser de nitrogênio que é de 1,00, mW e o comprimento de onda emitido é de 337, nm. Nosso objetivo é descobrir quantos fótons esse laser emite por segundo. Para isso, vamos precisar usar conceitos de potência, energia de fótons e relações entre elas.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a potência do laser de milivatts para watts, já que a unidade padrão de potência é o watt. Sabemos que:
1, mW = 0,001, W
Então, a potência do laser é:
P = 1,00, mW = 0,001, W

Passo 3

Agora, precisamos calcular a energia de cada fóton emitido pelo laser. A energia de um fóton ( E) é dada pela fórmula:
E = hclambda
Onde:
  • h é a constante de Planck, h = 6,626 times 10^-34, J,s
  • c é a velocidade da luz, c = 3,00 times 10^8, m/s
  • lambda é o comprimento de onda, que é 337, nm, ou seja, 337 times 10^-9, m

Passo 4

Vamos calcular a energia de um fóton:
E = 6,626 times 10^-34, J,s times 3,00 times 10^8, m/s337 times 10^-9, m
E = 1,9878 times 10^-25, J,m337 times 10^-9, m
E approx 5,894 times 10^-19, J

Passo 5

Agora, para encontrar o número de fótons emitidos por segundo ( n), usamos a relação entre potência e energia:
P = n times E
Rearranjando para encontrar n:
n = PE
Substituindo os valores:
n = 0,001, W5,894 times 10^-19, J

Passo 6

Calculando:
n approx 0,0015,894 times 10^-19
n approx 1,696 times 10^15, fótons/s ó

Resposta

O laser de nitrogênio emite aproximadamente 1,7 times 10^15 fótons por segundo.

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