Какова длина волны лазерного излучения, если разность энергий метастабильного и невозбужденного уровней составляет

Shura

3

Чтобы определить длину волны лазерного излучения, необходимо использовать соотношение между энергией фотона и его длиной волны. Дано, что разность энергий метастабильного и невозбужденного уровней составляет 2,1 эВ.

Энергия фотона связана с его длиной волны следующим соотношением:

\[ E = \frac{{hc}}{{\lambda}} \]

где \( E \) - энергия фотона, \( h \) - постоянная Планка (\( 6.62607015 × 10^{-34} \) Дж·с), \( c \) - скорость света (\( 2.998 × 10^{8} \) м/с), \( \lambda \) - длина волны.

Для нашей задачи, давайте найдем значение энергии фотона:

\[ E = 2,1 \text{ эВ} = 2,1 \times 1,6 \times 10^{-19} \text{ Дж} \]

Подставим это значение в уравнение и найдем длину волны:

\[ \lambda = \frac{{hc}}{{E}} = \frac{{6.62607015 × 10^{-34} \times 2.998 × 10^{8}}}{{2,1 \times 1,6 × 10^{-19}}} \]

Решив эту задачу на калькуляторе, получаем, что длина волны лазерного излучения составляет примерно 942,38 нм (нанометры).

Теперь перейдем ко второй части задачи - расчету мощности излучения лазера. Нам дано, что в каждой секунде испускается \(10^{16}\) фотонов.

Мощность излучения лазера связана с количеством фотонов и энергией каждого фотона следующим соотношением:

\[ P = NE \]

где \( P \) - мощность излучения, \( N \) - количество фотонов, \( E \) - энергия каждого фотона.

Подставим исходные данные:

\[ P = 10^{16} \times 2,1 \times 1,6 \times 10^{-19} \]

Решив эту задачу, получаем, что мощность излучения лазера составляет примерно 3,36 Вт (ватт).

Таким образом, длина волны лазерного излучения составляет 942,38 нм, а его мощность равна 3,36 Вт.