Suponha que apenas
da energia fornecida a uma lâmpada incandescente seja irradiada sob a forma de luz visível e que o comprimento de onda dessa luz seja
. Calcule o número de fótons emitidos por segundo, por uma lâmpada de 100 W …
Passo 1
Vamos resumir o que precisamos resolver: temos uma lâmpada incandescente de 100 W, onde apenas 5% da energia é emitida como luz visível com comprimento de onda de
. Nosso objetivo é calcular quantos fótons são emitidos por segundo por essa lâmpada. Para isso, vamos usar conceitos de energia dos fótons, a constante de Planck e a velocidade da luz.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quanta energia está sendo emitida como luz visível por segundo. Sabemos que a potência total da lâmpada é de 100 W e que apenas 5% dessa energia é convertida em luz visível.
Passo 3
Agora, precisamos relacionar essa energia com os fótons emitidos. A energia de um único fóton é dada pela fórmula:
onde:
-
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz ( ), -
é o comprimento de onda ( ).
Passo 4
Vamos calcular a energia de um fóton com comprimento de onda
:
Passo 5
Para encontrar o número de fótons emitidos por segundo, dividimos a energia total emitida como luz visível pela energia de um fóton:
Resposta
A lâmpada emite aproximadamente
fótons por segundo.
Exercícios relacionados
O estado inicial de uma partícula de massa
, confinada no intervalo
, em um campo conservativo, é dado por
onde
é a energia.
(b) Normalize este estado;
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Obtenha a equação de Schrödinger dependente do tempo, partindo da equação de onda de d
e usando as hipóteses de de Broglie.
Mostre que a razão entre o comprimento de onda de Compton
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Mostre que a energia de recuo do elétron no espalhamento Compton é dada por
onde
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(Dica: utilize as leis de conservação da energia e momentum.)
(Dica: utilize as leis de conservação da energia e momentum.)