Um laser emite luz com frequência de 4,69 x10 0^14 Hz.
a) Qual a energia da radiação desse laser?
b) Se o laser emite uma explosão ou pulso de energia contendo 5,0 times 10^17 fótons de radiação, qual é a energia total desse pulso?
c) Se o laser emite 1,3 times 10^-2 J de energia durante um pulso, quantos fótons são emitidos durante o pulso?

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 ( E = h times f ) 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:
E = 6,626 times 10^-34 , J cdot s times 4,69 times 10^14 , Hz
Multiplicando esses valores:
E = 3,106 times 10^-19 , J

Passo 4

Passando para a letra b): Se o laser emite uma explosão ou pulso de energia contendo Etotal = E times N 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:
Etotal = 3,106 times 10^-19 , J times 5,0 times 10^17 = 1,553 times 10^-1 , J
Ou seja, .

Passo 6

Finalmente, na letra c): Se o laser emite N = EtotalE 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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