Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 38.Exercícios - Ex. 9
38.9. Uma fonte de luz de 75 W consome 75 W de potência elétrica. Suponha que toda essa energia se transfira para a luz emitida com comprimento de onda 600 nm. a) Calcule a frequência da luz emitida. B) Quantos fóton por segundo a fonte emite? C) As respostas às partes (a) e (b) são iguais? A frequência de luz é a mesma coisa que o número de fótons emitidos por segundo? Explique
Passo 1
Bom, a primeira coisa que temos que fazer é calcular a frequência, e como temos o comprimento de onda, fica fácil, basta fazer
A gente pode olhar a velocidade da luz no Apêndice do livro, e o comprimento de onda, a única modificação que vamos fazer é colocar em metros, para ficar no SI
Então
E isso vai dar
E isso conclui o item (a).
Passo 2
Agora vamos para o item (b). Vamos calcular quantos fótons por segundo estão sendo emitidos. Esse item é um pouco mais complicado. A potência se refere à quantos Joules estão sendo emitidos por segundo. Inclusive podemos escrever o seguinte
Agora precisamos saber quantos fótons são emitidos por Joule.
Agora podemos calcular a energia por fóton. Um fóton tem a seguinte energia
Substituindo os valores
Então
Agora temos quantos joules são emitidos por segundo e quantos fótons são emitidos por joule, para calcular quantos fótons são emitidos por segundo basta fazer
Passo 3
Agora só falta o item (c). Bom os itens (a) e (b) são com certeza diferentes, nem mesmo a unidade deles são parecidas, então com certeza não são a mesma coisa.
A frequência da luz depende da energia de cada fóton, então não importa quantos fótons estejam sendo emitidos por segundos, a frequência permanece igual. Enquanto o número de fótons por segundo depende da potência da lâmpada e da energia dos fótons.
Resposta
- Não.