Enunciado

O feixe produzido por um laser de argônio ( λ = 515   n m ) de 1,5 W tem um diâmetro d de 3,00   m m . O feixe é focalizado por um sistema de lentes com uma distância focal efetiva f l de 2,5   m m . O feixe focalizado incide em uma tela totalmente absorvente, onde forma uma figura de difração circular cujo disco central tem um raio R dado por 1,22 f l λ d . É possível demonstrar que 84 % da energia incidente está concentrada nesse disco central. Quantos fótons são absorvidos por segundo pela tela no disco central da figura de difração?

Passo 1

Os fótons emitidos pelo argônio serão proporcionais à potência da fonte é a energia de cada fóton da forma N = P E f ó t o n (ver exercícios 5,4,6,7).Como a energia emitida por cada fóton é quantizada nós temos E = h c λ , entretendo só 84   %   c h e g a   até esse disco circular, Logo:

N t o t a l = N . 84 % = P E f ó t o n 0,84 = P h c λ 0,84 = P λ 0,84 h c

Portanto os números de fótons que chegam de fato nessa figura de difração será:

N t o t a l = 1,5 W 0,84 515.10 - 9 m ( 6,63.10 - 34   J s ) ( 3.10 8 m s ) = 3,3.10 1 8 f ó t o n s s

Resposta

3,3.10 1 8 f ó t o n s s

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um laser de alta potência ( λ = 600 n m , diâmetro do feixe 12c m ) é apontado para a Lua, a 3,8 × 10 5k m de distância. O feixe diverge apenas por causa da difração. A posição angular da borda do dis
Um laser de gás emite luz com um comprimento de onda de 550n m , que resulta da inversão de população entre o estado fundamental e um estado excitado. Quantos mols do gás são necessários, à temperatur
Um laser de hélio-neônio emite luz com um comprimento de onda de 632,8n m e uma potência de 2,3m W . Quantos fótons são emitidos por segundo pelo laser?
O laser de rubi tem um comprimento de onda de 694n m . Um certo cristal de rubi possui 4 × 10 19 átomos de Cr (os átomos responsáveis pelo efeito laser). A transição envolvida é do primeiro estado exc
Uma inversão de população entre dois níveis de energia às vezes é representada atribuindo uma temperatura absoluta negativa ao sistema. Que temperatura negativa descreveria um sistema no qual a popula