Question

лазер у безперервному режимі випромінює світло з довжиною хвилі 600нм при потужності 40мВт , Скільки фотонів він випромінює за 10 с?

Answer 1

Відповідь: 1,2·10¹⁸

Пояснення:

Answer 2

Для того, щоб знайти кількість фотонів, яку лазер випромінює за певний час, можна скористатися наступною формулою:

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

де:

• $N$ - кількість фотонів,
• $P$ - потужність випромінюваного світла (в ваттах),
• $t$ - час випромінювання (в секундах),
• $E$ - енергія одного фотону.

Спочатку перетворимо потужність випромінюваного світла в ваттах:

$P = 40 \, \text{мВт} = 0.04 \, \text{Вт}.$

Довжина хвилі лазера необхідна для обчислення енергії одного фотону. Енергія фотона може бути знайдена за допомогою рівняння Планка:

$E = \frac{hc}{\lambda},$

де:

• $E$ - енергія фотона,
• $h$ - постійна Планка ($6.62607015 \times 10^{-34}$ Дж·с),
• $c$ - швидкість світла ($3.00 \times 10^8$ м/с),
• $\lambda$ - довжина хвилі світла (в метрах).

Підставимо значення і знайдемо енергію одного фотону:

$E = \frac{(6.62607015 \times 10^{-34} \, \text{Дж·с}) \cdot (3.00 \times 10^8 \, \text{м/с})}{600 \times 10^{-9} \, \text{м}} \approx 3.31 \times 10^{-19} \, \text{Дж}.$

Тепер можемо обчислити кількість фотонів, яку лазер випромінює за 10 секунд:

$N = \frac{(0.04 \, \text{Вт}) \cdot (10 \, \text{с})}{3.31 \times 10^{-19} \, \text{Дж}} \approx 1.21 \times 10^{14} \, \text{фотонів}.$

Отже, лазер випромінює приблизно $1.21 \times 10^{14}$ фотонів протягом 10 секунд у безперервному режимі.