Скільки фотонів випромінюється лазером протягом однієї хвилини, якщо його довжина хвилі становить 500 нм, а потужність
Скільки фотонів випромінюється лазером протягом однієї хвилини, якщо його довжина хвилі становить 500 нм, а потужність випромінювання - 5 мВт?
Ольга_7841 14
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу, связывающую энергию фотона \(E\) с его частотой \(f\):\[E = hf\]
где \(h\) - постоянная Планка.
Для начала нам нужно найти частоту лазерного излучения. Для этого мы можем использовать формулу связи скорости света \(c\) с длиной волны \(\lambda\):
\[c = f\lambda\]
где \(c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с}\).
Рассчитаем частоту:
\[f = \frac{c}{\lambda}\]
Подставим известные значения:
\[f = \frac{3 \times 10^8}{500 \times 10^{-9}} \, \text{Гц}\]
Теперь мы можем рассчитать энергию фотона:
\[E = hf\]
где \(h = 6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\).
Подставим известные значения:
\[E = (6.626 \times 10^{-34})(400 \times 10^{12}) \, \text{Дж}\]
Теперь мы можем рассчитать количество энергии, выраженное в джоулях, которое выделяется лазером за одну секунду.
\[E_{total} = \text{потужність} \times \text{час}\]
\[E_{total} = (5 \times 10^{-3})(60)\]
Теперь мы можем рассчитать количество фотонов, выпущенных лазером за одну секунду.
\[N_{ph} = \frac{E_{total}}{E}\]
Подставим известные значения:
\[N_{ph} = \frac{(5 \times 10^{-3})(60)}{(6.626 \times 10^{-34})(400 \times 10^{12})}\]
Выполним вычисления:
\[N_{ph} \approx 5.058 \times 10^{15}\]
Таким образом, лазер выпускает примерно \(5.058 \times 10^{15}\) фотонов за одну минуту.