Quantos fótons/s são emitidos por uma fonte de 100 Watt de comprimento de onda 600 nm ?

Passo 1

O problema pede para descobrir quantos fótons por segundo são emitidos por uma fonte que tem uma potência de 100 Watts e emite luz com comprimento de onda de 600 nanômetros. Vamos usar conceitos de física relacionados à energia dos fótons e à potência da fonte para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que a potência (em Watts) representa a quantidade de energia liberada por segundo. Para encontrar o número de fótons emitidos por segundo, vamos calcular a energia de um único fóton e depois ver quantos desses fótons correspondem à energia total liberada em um segundo.

Passo 3

A energia de um fóton pode ser calculada pela fórmula:
E = h cdot clambda
onde:
  • é a energia do fóton,
  • é a constante de Planck ( J·s),
  • é a velocidade da luz ( m/s),
  • é o comprimento de onda da luz.

Passo 4

Vamos substituir os valores na fórmula para encontrar a energia de um fóton com comprimento de onda de 600 nm ( E = 6,626 times 10^-34 , J·s times 3,0 times 10^8 , m/s600 times 10^-9 , m m):
E = 1,9878 times 10^-25 , J·m600 times 10^-9 , m
E = 3,313 times 10^-19 , J

Passo 5

Agora, sabendo que a fonte libera 100 Joules por segundo (100 W), podemos calcular o número de fótons emitidos por segundo dividindo a potência pela energia de um fóton:
Número de fótons por segundo = 100 , J/s3,313 times 10^-19 , J úó
Número de fótons por segundo approx 3,02 times 10^20 , fótons/s úóó

Resposta

A fonte emite aproximadamente fótons por segundo.

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