A potência de saída de um laser é medida em watts (
). Qual o número de fótons emitidos por segundo por um laser de nitrogênio de
? 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
e o comprimento de onda emitido é de
. 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:
Então, a potência do laser é:
Passo 3
Agora, precisamos calcular a energia de cada fóton emitido pelo laser. A energia de um fóton (
) é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a constante de Planck, -
é a velocidade da luz, -
é o comprimento de onda, que é , ou seja,
Passo 4
Vamos calcular a energia de um fóton:
Passo 5
Agora, para encontrar o número de fótons emitidos por segundo (
), usamos a relação entre potência e energia:
Rearranjando para encontrar
:
Substituindo os valores:
Passo 6
Calculando:
Resposta
O laser de nitrogênio emite aproximadamente
fótons por segundo.