Exercícios Resolvidos de O Fóton

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Enunciado

Em condições ideais, o sistema de visão humano é capaz de perceber uma luz com um comprimento de onda de 550   n m se os fótons dessa luz forem absorvidos pela retina à razão de pelo menos 100 fótons por segundo.

Qual é a potência luminosa absorvida pela retina nessas condições?

Passo 1

Digamos que a potência luminosa absorvida pela retina é de P   W a t t s . Como 1   W = 1   J / s , isso significa que a retina absorve uma energia de P   J o u l e s a cada segundo.

Se cada fóton tiver uma energia de E   J o u l e s , então o número de fótons absorvidos em um segundo vai ser:

N = P E → P = N ∙ E

Pelo enunciado, sabemos que N = 100   f ó t o n s , o que nos dá:

P = 100 ∙ E

Passo 2

Agora, precisamos encontrar a energia de cada fóton.

A energia de 1 fóton vai ser:

E = h f = h c λ

O valor do comprimento de onda é dado pelo enunciado, e h e c são constantes:

  • h ≅ 6,626 ∙ 10 - 34   J ∙ s
  • c ≅ 2,998 ∙ 10 8   m / s
  • λ = 550   n m = 550 ∙ 10 - 9   m

Onde passamos todos os valores para Joules, metros e segundos.

E = h c λ ≅ 6,626 ∙ 10 - 34 ∙ 2,998 ∙ 10 8 550 ∙ 10 - 9 ≅ 3,61177 ∙ 10 - 19   J

P = 100 ∙ E ≅ 3,6 ∙ 10 - 17   W

Resposta

P ≅ 3,6 ∙ 10 - 17   W

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