Um detector de luz possui uma área útil de e absorve da luz incidente, cujo comprimento de onda é . O detector é colocado diante de uma fonte luminosa isotrópica, a da fonte.
A Fig.38-24 mostra a energia emitida pela fonte em função do tempo . A escala do eixo vertical é definida por e a escala do eixo horizontal é definida por .
Quantos fótons por segundo são absorvidos pelo detector?
Passo 1
Vamos fazer um passo a passo partindo da fonte luminosa até chegar ao olho.
A potência da fonte é a energia que ela emite por unidade de tempo, ou seja:
Pela escala do gráfico, corresponde a .
Passo 2
Como a fonte é uma fonte isotrópica, a luz se espalha uniformemente em todas as direções, descrevendo uma esfera com centro na fonte.
Assim, a potência luminosa se espalha ao longo de uma esfera, e a intensidade será:
Onde é a distância que a luz percorre.
Passo 3
A mesma intensidade atinge o detector.
A área do detector é .
Porém, de toda essa potência que atinge o detector, apenas é absorvida. A potência absorvida é:
Passo 4
A taxa de fótons absorvidas vai ser a taxa de energia absorvida (a potência) dividida pela energia individual dos fótons.
A energia de cada fóton é:
Onde:
Taxa de Fótons: