Скільки фотонів випромінюється лазером протягом однієї хвилини, якщо його довжина хвилі становить 500 нм, а потужність

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.