Question

Лазер кожні 10 с випромінює 6 • 10^-17 фотонів проміння, довжина хвилі якого 600 нм. Якою є потуж­ність випромінювання лазера?

Answer 1

Число фотонов излучаемых в одну секунду
n = N / t = 6*10¹⁷ / 10 с = 6*10¹⁶ с⁻¹
W₁ = h * c / λ - энергия одного фотона
W = W₁ * n = h * c * n / λ - энергия излучения лазера
W = 6,63*10⁻³⁴ Дж*с * 3*10⁸ м/с *6*10¹⁶ с⁻¹ / 6,00*10⁻⁷ м ≈ 2,0*10⁻² Вт = 20 мВт

Answer 2

Потужність випромінювання (P) лазера можна обчислити, використовуючи формулу:

$P = \frac{E}{t},$

де $E$ - енергія випромінюваного фотона, а $t$ - час між випромінюваннями фотонів (період).

Ми знаємо, що кожен фотон має енергію $E = h \cdot f$, де $h$ - стала Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с), а $f$ - частота фотона. Частоту можна виразити як $f = \frac{c}{\lambda}$, де $c$ - швидкість світла ($3 \times 10^8$ м/с), а $\lambda$ - довжина хвилі.

Підставивши ці значення, отримаємо:

$E = h \cdot \frac{c}{\lambda}.$

Також ми знаємо, що за 10 с випромінюється $6 \times 10^{-17}$ фотонів. Тобто, за один цикл (10 с) сумарна енергія випромінюваного світла дорівнює $6 \times 10^{-17} \cdot E$.

Підставивши значення енергії та часу в формулу для потужності, ми отримаємо:

$P = \frac{6 \times 10^{-17} \cdot h \cdot \frac{c}{\lambda}}{10}.$

Замінюючи числові значення констант ($h$, $c$, $\lambda$) та виконуючи обчислення, ми отримаємо потужність випромінювання лазера:

$P = \frac{6 \times 10^{-17} \cdot 6.626 \times 10^{-34} \cdot \frac{3 \times 10^8}{600 \times 10^{-9}}}{10} \approx 7.887 \times 10^{-10} \, \text{Вт}.$

Отже, потужність випромінювання лазера становить приблизно $7.887 \times 10^{-10}$ Вт.