Яка середня потужність рубінового лазера під час спалаху, якщо він випромінює 2×1019 фотонів з довжиною хвилі

Сердце_Океана_5700

25

Щоб знайти середню потужність рубінового лазера під час спалаху, необхідно використати наступну формулу:

$$P=\frac{E}{\mathrm{\Delta }t}$$

де P - потужність, E - енергія, що випромінюється протягом певного інтервалу часу, $\mathrm{\Delta }t$ - тривалість цього інтервалу часу.

Перш ніж застосувати цю формулу, ми повинні знайти енергію, випромінювану рубіновим лазером.

Енергія фотона може бути обчислена за допомогою формули:

$$E=hf$$

де E - енергія фотона, h - стала Планка, f - частота світла.

Щоб знайти частоту світла, спочатку перетворимо довжину хвилі з нанометрів на метри:

$$694\text{нм}=694\times {10}^{-9}\text{м}=6.94\times {10}^{-7}\text{м}$$

Потім використовуйте наступну формулу для обчислення частоти:

$$f=\frac{c}{\lambda }$$

де c - швидкість світла, $\lambda$ - довжина хвилі.

Підставимо відомі значення:

$$f=\frac{3\times {10}^8\text{м/с}}{6.94\times {10}^{-7}\text{м}}\approx 4.32\times {10}^{14}\text{Гц}$$

Тепер ми можемо обчислити енергію фотона:

$$E=(6.62\times {10}^{-34}\text{Дж}\cdot \text{с})\times (4.32\times {10}^{14}\text{Гц})\approx 2.86\times {10}^{-19}\text{Дж}$$

Тепер, коли ми знаємо енергію, що випромінюється, та тривалість спалаху ($\mathrm{\Delta }t=2\times {10}^{-3}\text{с}$), ми можемо обчислити середню потужність:

$$P=\frac{2.86\times {10}^{-19}\text{Дж}}{2\times {10}^{-3}\text{с}}\approx 1.43\times {10}^{-16}\text{Вт}$$

Таким чином, середня потужність рубінового лазера під час спалаху становить приблизно $1.43\times {10}^{-16}$ Вт.