Um laser produz uma radiação de comprimento de onda = 633 nm em pulsos de duração 1,3.10-9 s. Se o laser produz 0,376 J de energia por pulso, quantos fótons são produzidos em cada pulso? Calcule a potência do laser por pulso.
Passo 1
Calma aí. Ele tá tentando te confundir mas é só fazer uma coisa de cada vez que vai dar tudo certo!
Primeiro a gente vai usar aquele comprimento de onda pra descobrir a energia do fóton associado a ele. Pra isso, a gente vai ter que transformar de comprimento de onda pra frequência usando a velocidade da luzm/s.
Aí a gente vai saber qual é a energia de um fóton e descobrir quantos fótons são precisos pra ter aquela energia que o enunciado deu (0,376 J), fazendo uma regra de três amiga.
E por último, usamos o tempo dado pra descobrir a potência. Ou seja, quanta energia o laser produz por segundo.
Beleza? Bora lá.
Passo 2
A energia do fóton é dada por:
E os dados que temos são:
Calculando:
por fóton
Passo 3
Então já sabemos que cada fóton de comprimento de onda 633 nm tem 3,14.10-19 J de energia.
O enunciado nos diz que um pulso produz 0,376 J de energia. Vamos ver a quantos fótons essa energia corresponde:
fótons
Então cada pulso produz 1,2.1018 fótons.
E podemos, ainda, calcular quantos fótons o laser produz por segundo.
E sabemos que o laser produz 9,23.1026 fótons por segundo.
Passo 4
Para o cálculo da potência:
é o trabalho, ou seja, a energia transferida. Que no caso do laser é de 0,376 J.
Já é o tempo, dado como 1,3.10-9 s.
DÚVIDA: a potência é isso ou o que foi calculado no passo 3? “fótons/segundo”?
Resposta
fótons por pulso.
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