Uma lâmpada ultravioleta emite luz com um comprimento de onda de , com uma potência de .
Uma lâmpada infravermelha emite luz com um comprimento de onda de , também com uma potência de .
- Qual das duas lâmpadas emite mais fótons por segundo?
- Quantos fótons por segundo essa lâmpada emite?
Passo 1
Letra a)
Vamos ver como calcular quantos fótons por segundo cada lâmpada emitiria.
Primeiro, vemos a energia de cada fóton:
Ou seja, quanto maior o comprimento de onda, menor a energia dos fótons.
Depois, vemos a energia que cada lâmpada emite por segundo. Uma potência de corresponde a , que é energia por segundo.
Assim, seja a potência da lâmpada em Watts e a energia dos fótons em Joules. O número de fótons por segundo será:
Quanto menor a energia, maior o número de fótons emitidos.
Juntando as duas considerações, temos que quanto maior o comprimento de onda da luz, maior a quantidade de fótons emitidos.
A fonte com maior comprimento de onda é a lâmpada infravermelha, que emitirá mais fótons por segundo.
Passo 2
Letra b)
Como discutimos no item anterior, o número de fótons emitidos será dado por:
Mas também vimos que:
Logo:
Onde todos os termos devem estar com unidades do SI.
Substituindo:
Resposta
Letra a)
A lâmpada infravermelha emite mais fótons por segundo.
Letra b)