Exercícios Resolvidos de O Fóton

Halliday, Resnick, Jearl Walker, Fundamentos de física, volume 4: Óptica e Física Moderna, 8ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009, pp 208-11

Uma lâmpada de sódio de Equation ( Equation ) irradia energia uniformemente em todas as direções.

  1. Quantos fótons por segundo são emitidos pela lâmpada?
  2. A que distância da lâmpada uma tela totalmente absorvente absorve fótons à taxa de Equation ?
  3. Qual é o fluxo de fótons (fótons por unidade de área e por unidade de tempo) em uma pequena tela situada a Equation da lâmpada?

Passo 1

Letra a)

A potência da lâmpada é de Equation .

A energia individual de cada fóton é:

Equation

Onde:

  • Equation
  • Equation
  • Equation

Equation

A taxa de emissão de fótons vai ser:

Equation

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Letra b)

Como a lâmpada irradia luz uniformemente em todas as direções, isso significa que a luz se espalha numa esfera com centro na fonte de luz.

A superfície de uma esfera é dada por:

Equation

Assim, o número de fótons emitidos por unidade de tempo por unidade de área vai ser:

Equation

Passo 3

Nós queremos achar a distância Equation correspondente a um fluxo de fótons de Equation .

Rearranjando a fórmula e substituindo os valores:

Equation

Equation

Passo 4

Letra c)

Para uma distância de Equation da fonte luminosa, o fluxo de elétrons vai ser:

Equation

Resposta

Letra a)

Equation

Letra b)

Equation

Letra c)

Equation

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