Um gerador de micro-ondas produz pulsos de radiação com frequência de 20 GHz e cada pulso dura
. Qual é a energia total contida em cada pulso?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre energia em pulsos de radiação de um micro-ondas. A gente vai usar conceitos de física das ondas e física quântica. Precisamos saber sobre frequência, duração do pulso e a constante de Planck para calcular a energia total de cada pulso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que a frequência significa. A frequência (
) é o número de ciclos completos de uma onda que passam por um ponto em um segundo. Aqui, a frequência é de 20 GHz, que são
hertz.
Passo 3
Agora, vamos descobrir quantos ciclos de onda acontecem durante cada pulso. Sabemos que cada pulso dura 1,0 nanosegundo (ns), que é
segundos. O número de ciclos (
) é dado por:
Passo 4
Para calcular a energia total (
) de cada pulso, usamos a relação da energia de um único ciclo de onda, que é dada por:
onde
é a constante de Planck (
) e
é a frequência. Então, a energia total é:
Resposta
A energia total contida em cada pulso é aproximadamente
.