Какое количество фотонов излучает лазер с длиной волны 5*10^-7 м и мощностью 0,1 Вт за 1 секунду?

Физика 11 класс Квантовая физика физика 11 класс лазер длина волны мощность количество фотонов излучение расчет энергия фотонов квантовая физика Новый

Для определения количества фотонов, излучаемых лазером, необходимо использовать несколько физических понятий и формул. Рассмотрим шаги, которые помогут нам найти ответ на поставленный вопрос.

1. Определение энергии одного фотона: Энергия (E) одного фотона может быть вычислена с помощью формулы:
• E = h * ν

где:

• h — постоянная Планка, равная приблизительно 6,626 * 10^-34 Дж·с;
• ν — частота света, которая может быть найдена через длину волны (λ) с помощью формулы:
• ν = c / λ

где:

• c — скорость света в вакууме, равная приблизительно 3 * 10^8 м/с;
• λ — длина волны, в данном случае 5 * 10^-7 м.
2. Вычисление частоты: Подставим значение длины волны в формулу для частоты:
• ν = c / λ = (3 * 10^8 м/с) / (5 * 10^-7 м) = 6 * 10^14 Гц.
3. Вычисление энергии одного фотона: Теперь, подставив значение частоты в формулу для энергии:
• E = h * ν = (6,626 * 10^-34 Дж·с) * (6 * 10^14 Гц) ≈ 3,976 * 10^-19 Дж.
4. Определение количества фотонов: Теперь мы можем найти количество фотонов (N), излучаемых лазером за 1 секунду, используя формулу:
• N = P / E

где:

• P — мощность лазера, равная 0,1 Вт (или 0,1 Дж/с).
5. Вычисление количества фотонов: Подставим известные значения:
• N = P / E = (0,1 Дж/с) / (3,976 * 10^-19 Дж) ≈ 2,51 * 10^17.

Таким образом, лазер с длиной волны 5 * 10^-7 м и мощностью 0,1 Вт излучает приблизительно 2,51 * 10^17 фотонов за 1 секунду.