Question

Лазер за 40с випромінює 8*10¹⁸ фотонів. Довжина хвилі випромінювання лазера 600км. Визначте потужність випромінювання лазера.

Answer 1

Потужність (P) = Енергія (E) / Час (t)

Дані:

Кількість фотонів (N) = 8 * 10^18
Час (t) = 40 секунд

Щоб визначити енергію, спочатку нам потрібно визначити енергію одного фотона. Енергія фотона визначена за допомогою формули:

E = х * c / λ

де
х = постійна стала (6.62607015 × 10^-34 Дж * с)
c = швидкість світла (3.0 × 10^8 м/с)
λ = довжина хвилі випромінювання

Підставимо значення і вирішимо:

E= (6.62607015 × 10^-34 Дж * с) * (3.0 × 10^8 м/с) / (600 км)
= (6.62607015 × 10^-34 Дж * с * м * м) / (3.0 × 10^8 м * с * 10^3)
= 1.09767836 × 10^-25 Дж

Тепер ми можемо визначити енергію (E) випромінювання лазера, помноживши енергію фотона на кількість фотонів:

E = Е * N
= (1.09767836 × 10^-25 Дж) * (8 * 10^18)
= 8.78142688 × 10^-7 Дж

Нарешті, ми можемо визначити потужність (P) за допомогою формули:

P = E / t
= (8.78142688 × 10^-7 Дж) / (40 с)
= 2.19535672 × 10^-8 Дж/с

Отже, потужність випромінювання лазера становить 2.19535672 × 10^-8 Дж/с.

Answer 2

Для визначення потужності випромінювання лазера вам спочатку потрібно знайти кількість фотонів, які він випромінює за одиницю часу, а потім використовувати цю інформацію, щоб розрахувати потужність.

Ви вже маєте інформацію про кількість фотонів, яку випромінює лазер за 40 секунд:

Кількість фотонів (N) = 8 * 10^18

Тепер, щоб знайти потужність (P) випромінювання, використаємо формулу:

P = N * E / t

де: P - потужність випромінювання (ватти, W) N - кількість фотонів E - енергія кожного фотону t - час (в секундах)

Довжина хвилі лазера не є прямою інформацією, необхідно знати енергію кожного фотону, щоб обчислити потужність. Енергія фотона може бути обчислена за допомогою формули:

E = hc / λ

де: E - енергія фотона (джоулі, J) h - постійна Планка (приблизно 6.626 x 10^-34 J·s) c - швидкість світла в вакуумі (приблизно 3 x 10^8 м/с) λ - довжина хвилі (метри, м)

Вам дана довжина хвилі лазера у кілометрах, але її потрібно перевести у метри:

600 км = 600,000 м

Тепер ми можемо знайти енергію фотона:

E = (6.626 x 10^-34 J·s * 3 x 10^8 м/с) / 600,000 м

E ≈ 3.313 x 10^-25 J

Тепер ми можемо обчислити потужність:

P = (8 * 10^18 фотонів * 3.313 x 10^-25 J) / 40 с

P ≈ 6.641 x 10^-7 Вт

Отже, потужність випромінювання лазера становить приблизно 6.641 x 10^-7 ватт, або близько 664 мікроватта.