Скільки фотонів випромінює лазер за одну хвилину, якщо довжина хвилі його лазерного випромінювання становить 500

Тема занятия: Расчет количества фотонов, испускаемых лазером

Разъяснение: Для расчета количества фотонов, испускаемых лазером за одну минуту, необходимо использовать формулу, которая связывает поток энергии и энергию одного фотона.

Сначала необходимо перевести значение потужности лазера из милливатт в ватты. Для этого мы делим значение потужности на 1000:

5 мВт = 5 / 1000 = 0.005 Вт

Затем мы можем использовать формулу, связывающую энергию одного фотона и длину волны:

E = hc / λ

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 Дж⋅с), c - скорость света (299,792,458 м/с), λ - длина волны.

Для перевода длины волны из нанометров в метры мы делим значение на 10^9:

500 нм = 500 / 10^9 = 0.0000005 м

Теперь мы можем посчитать энергию одного фотона:

E = (6.62607015 × 10^-34 Дж⋅с) × (299,792,458 м/с) / (0.0000005 м) = 3.9757 × 10^-19 Дж

Затем мы можем найти количество фотонов, умножив энергию одного фотона на общую энергию, используя формулу:

Количество фотонов = Потужность / Энергия одного фотона

Количество фотонов = 0.005 Вт / (3.9757 × 10^-19 Дж) ≈ 1.2577 × 10^16

Таким образом, лазер випромінює приблизно 1.2577 × 10^16 фотонов за одну минуту.

Совет: Для более легкого понимания этого материала рекомендуется иметь представление о постоянной Планка и скорости света. Также полезно знать, что энергия фотона обратно пропорциональна его длине волны.

Задание для закрепления: Сколько фотонов испускает лазер за 10 секунд, если его потужність становить 3 мВт, а довжина хвилі лазерного випромінювання составляет 650 нм? (Ответ округлите до целого числа)