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;

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:
P = Et
Onde:
  • E = P times t é a potência,
  • E = P times 1 = P 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 ( Efóton = hclambda ó) é dada pela fórmula:
Efóton = 6,626 times 10^-34 times 3,00 times 10^8650 times 10^-9 ó
Onde:
  • é a constante de Planck ( ),
  • é a velocidade da luz ( ),
  • é o comprimento de onda da luz.
Substituindo os valores:
ó

Passo 4

Vamos calcular o número de fótons emitidos por segundo ( N = EEfóton ). Para isso, dividimos a energia total emitida pela energia de um único fóton:
N = 5 times 10^-36,626 times 10^-34 times 3,00 times 10^8650 times 10^-9 ó
Sabemos que .
Substituindo os valores:

Resposta

Após realizar os cálculos, o número de fótons emitidos pela fonte em um segundo é aproximadamente fótons.

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