Um laser emite luz com frequência de 4,69 x10
.
a) Qual a energia da radiação desse laser?
b) Se o laser emite uma explosão ou pulso de energia contendo
fótons de radiação, qual é a energia total desse pulso?
c) Se o laser emite
de energia durante um pulso, quantos fótons são emitidos durante o pulso?
a) Qual a energia da radiação desse laser?
b) Se o laser emite uma explosão ou pulso de energia contendo
c) Se o laser emite
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre energia de radiação de laser! A questão envolve conceitos de física relacionados à energia de fótons e como ela está ligada à frequência da luz. Para resolvermos isso, vamos precisar da constante de Planck e das fórmulas que conectam energia, frequência e número de fótons.
Passo 2
Vamos começar com a letra a): Qual a energia da radiação desse laser?
Primeiro, sabemos que a energia (
) de um fóton está relacionada à frequência (
) da luz pela fórmula:
Onde:
-
é a constante de Planck ( ) -
é a frequência da luz ( )
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia do fóton usando os valores fornecidos:
Multiplicando esses valores:
Passo 4
Passando para a letra b): Se o laser emite uma explosão ou pulso de energia contendo
fótons de radiação, qual é a energia total desse pulso?
A energia total (
) é a energia de um único fóton multiplicada pelo número de fótons (
):
Já calculamos
e
.
Passo 5
Vamos agora calcular a energia total:
Ou seja,
.
Passo 6
Finalmente, na letra c): Se o laser emite
de energia durante um pulso, quantos fótons são emitidos durante o pulso?
Para encontrar o número de fótons (
), usamos a fórmula inversa:
Onde
e
.
Resposta
a) A energia da radiação do laser é
por fóton.
b) A energia total do pulso é
.
c) O número de fótons emitidos durante o pulso é aproximadamente
fótons.
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Com base na teoria de Bohr, qual das seguintes transições para o átomo de hidrogênio emitirá maior energia? Justifique sua resposta.
a) de para
b) de para
c) de para
d) de para
e) de para
f) de para
a) de
b) de
c) de
d) de
e) de
f) de