O laser He-Ne emite radiação com comprimento de onda lambda=633 nm. Quantos fótons são emitidos por segundos pelo laser com uma potência de 1 mW ?

Passo 1

Vamos resolver um exercício que envolve física, especificamente a parte da óptica e da física quântica. A questão nos pede para calcular quantos fótons são emitidos por segundo por um laser He-Ne que tem um comprimento de onda de lambda = 633 nm e uma potência de 1 mW. Para isso, vamos precisar usar a relação entre energia, frequência da luz e potência.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a energia de um único fóton emitido pelo laser. A energia de um fóton ( E) é dada pela fórmula:
E = hclambda
Onde:
  • h é a constante de Planck, aproximadamente 6,626 times 10^-34 J,s.
  • c é a velocidade da luz no vácuo, cerca de 3,00 times 10^8 m/s.
  • lambda é o comprimento de onda da radiação emitida, que é 633 nm ou 633 times 10^-9 m.
Substituindo os valores:
E = 6,626 times 10^-34 J,s times 3,00 times 10^8 m/s633 times 10^-9 m
Vamos calcular o valor:
E = 1,9878 times 10^-25 J,m633 times 10^-9 m approx 3,14 times 10^-19 J

Passo 3

Agora, sabemos que a potência ( P) do laser é a quantidade de energia emitida por segundo. Para encontrar o número de fótons emitidos por segundo ( N), usamos a relação:
P = N times E
Rearranjando para encontrar N:
N = PE
A potência do laser é de 1 mW, que é 1 times 10^-3 W. Substituindo os valores:
N = 1 times 10^-3 W3,14 times 10^-19 J approx 3,18 times 10^15 fótons/s ó

Resposta

O laser He-Ne emite aproximadamente 3,18 times 10^15 fótons por segundo.

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