Questões Analíticas Quantitativas (QUI029/QUIB17/QUI003 precisam interpretar os fenômenos)
2. Uma lâmpada de descarga de 1,0 s emite luz amarela de comprimento de onda 580 nm . Quantos fótons de luz amarela são gerados pela lâmpada em E=hc / lambda ? Considere .

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que temos uma lâmpada de descarga de potência 25 W (ou seja, ela produz 25 J de energia por segundo) emitindo luz amarela com comprimento de onda λ = 580 nm. A pergunta é: quantos fótons dessa luz são gerados em 1,0 s?
Conteúdo: fotônica quântica básica, energia de fóton e relação entre energia total e número de fótons.
O que vamos precisar:
  • A fórmula da energia de um fóton:
    ó
  • Valores de constantes:
    e .
  • Converter λ para metros: 580 nm = m.
  • A relação entre energia total liberada pela lâmpada e número de fótons:
    ó.

Passo 2

Calcular a energia de um único fóton amarelo:
Efóton = h,clambda = (6,63times10^-34,Jcdot s),(3,00times10^8,m/s)580times10^-9,m ó
Vamos fazer as contas em partes:
  1. Numerador: Efóton approx 1,989times10^-255,80times10^-7 approx 3,43times10^-19,J .
  2. Dividindo por :
ó

Passo 3

Calcular a energia total produzida em 1,0 s pela lâmpada de 25 W:
Etotal = P times t = 25,J/stimes1,0,s = 25,J

Passo 4

Agora, o número de fótons é a energia total dividida pela energia de cada fóton:
N = EtotalEfóton = 25,J3,43times10^-19,J approx 7,3times10^19 ó

Resposta

A lâmpada gera cerca de fótons de luz amarela em 1,0 s.

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