Uma pequena fonte de laser, como aquelas encontradas em camelôs, tem uma potência de 5 mW e emite luz praticamente monocromática de comprimento de onda de 650 nm .
a) Supondo essa luz constituída de fótons, calcule o número de fótons emitidos pela fonte em um segundo;
a) Supondo essa luz constituída de fótons, calcule o número de fótons emitidos pela fonte em um segundo;
Passo 1
Vamos lá! O enunciado fala sobre uma fonte de laser que tem uma potência de 5 mW e emite luz com comprimento de onda de 650 nm. O conteúdo que vamos usar aqui envolve física, mais especificamente a parte que estuda a quantidade de partículas de luz, ou fótons. Para resolver isso, vamos precisar saber a relação entre energia, potência e o comprimento de onda da luz.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a potência § é a quantidade de energia emitida por segundo. A fórmula básica que relaciona potência, energia e tempo é:
Onde:
-
é a potência, -
é a energia, -
é o tempo.
Como queremos saber a energia emitida em um segundo, podemos reorganizar a fórmula para:
Como
segundo, temos:
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia de um único fóton. A energia de um fóton (
) é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz ( ), -
é o comprimento de onda da luz.
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos calcular o número de fótons emitidos por segundo (
). Para isso, dividimos a energia total emitida pela energia de um único fóton:
Sabemos que
.
Substituindo os valores:
Resposta
Após realizar os cálculos, o número de fótons emitidos pela fonte em um segundo é aproximadamente
fótons.