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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 38.Exercícios - Ex. 4

um laser usado para soldar retinas descoladas emite luz com comprimento de onda igual a 652 n m através de pulsos que duram 20 n m . A potência média durante cada pulso é igual a 0,6 W .

  1. Qual é a energia de cada pulso em joules? E em elétrons-volts?
  2. Qual é a energia de um fóton em joules? E em elétrons-volts?
  3. Quantos fótons são emitidos em cada pulso?

Passo 1

Letra a)

A energia de um pulso vai ser o produto da potência pelo tempo de duração:

E = P . t = 0,6.20 × 10 - 3 = 1,2 × 10 - 2 J

E sabemos que 1 J equivale a 1,6 × 10 - 19 e V , então para saber quanto vale essa energia em elétrons-volts é só dividi-la por esse último valor ali:

E = 1,2 × 10 - 2 1,6 × 10 - 19 = 7,5 × 10 16 e V

Passo 2

Letra b)

A energia de um fóton está associada com o comprimento de onda dele:

E = h f = h c λ

O comprimento de onda é 652 × 10 - 9 m e as constantes h = 6,63 × 10 - 34 J . s e c = 3 × 10 8 já sabemos, agora é só substituir:

E = 6,63 × 10 - 34 . 3 × 10 8 652 × 10 - 9 = 3,05 × 10 - 19 J

E dividindo por 1,6 × 10 - 19 achamos o valor em e V :

E = 3,05 × 10 - 19 1,6 × 10 - 19   = 1,91 e V

Passo 3

Letra c)

O número de fótons vai ser a energia total dividida pela energia de um fóton. A energia total pegamos do passo 1 e a energia de um fóton do passo 2 (cuidado com as unidades! As duas energias devem estar na mesma! – vou pegar em elétrons-volts):

N = 7,5 × 10 16 e V 1,91 e V = 3,93 × 10 16 f ó t o n s

Beleza?

Vamos pra próxima questão? =D

Resposta

a )   1,2 × 10 - 2 J = 7,5 × 10 16 e V

b )   3,05 × 10 - 19 J = 1,91 e V

c ) 3,93 × 10 16 f ó t o n s

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