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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 40.7 - Ex. 47

O volume ativo de um laser semicondutor de GaAIAs é apenas 200   μ m 3 (menor que o volume de um grão de areia) e, no entanto, o laser é capaz de fornecer uma potência de 5,0   m W com um comprimento de onda de 0.80   μ m . Quantos fótons o laser emite por segundo?

Passo 1

Olá, tudo bem? Vou ajudar você nessa aqui! Bora lá?

Sabemos que potência é energia por tempo, e que a energia total é h f multiplicado pelo número de fótons N , então podemos escrever a seguinte expressão:

P = E t

P = N h f t

E queremos determinar o número de fótons por segundo, então queremos N / t :

N t = P h f

Certo até aqui?

Passo 2

Sabemos que a frequência está relacionado com o comprimento de onda:

c = λ f

Então podemos reescrever o número de fótons por segundo em termos de λ :

N t = P λ h c

E temos λ = 0.80   μ m ,   P = 5,0   m W   ,   e sabemos os valores das constantes h e c , então é só substituir:

N t = 5 × 10 - 3 . 0,8 × 10 - 6 6,63 × 10 - 34 . 3 × 10 8 = 2,01 × 10 16

Assim, são emitidos 2,01 × 10 16 fótons por segundo.

Resposta

2,01 × 10 16

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