Сколько квантов излучает гелий-неоновый лазер с мощностью 10 мВт за одну секунду? Какая длина волны испускается этим

Тема: Фотоника и гелий-неоновый лазер

Объяснение: Гелий-неоновый лазер является одним из наиболее распространенных типов лазеров. Внутри основного резонатора лазера находится смесь гелия (He) и неона (Ne), которые взаимодействуют в результате электрического разряда. При этом происходит излучение энергии в виде фотонов.

Чтобы решить данную задачу, нужно знать мощность лазера и энергию фотонов, испускаемых лазером. Мощность лазера составляет 10 мВт (милливатт), что равно 10 * 10^-3 W (ватт).

Энергия фотона (E) может быть рассчитана с использованием формулы Эйнштейна:
E = h * c / λ,
где h - постоянная Планка (6,626 * 10^-34 Дж * сек),
c - скорость света (3 * 10^8 м/сек),
λ - длина волны (0,6 мкм = 0,6 * 10^-6 м).

Для расчета количества испущенных фотонов (N), можно использовать следующую формулу:
N = P / E,
где P - мощность лазера.

Подставляя значения в формулы, получаем:
E = (6,626 * 10^-34 Дж * сек) * (3 * 10^8 м/с) / (0,6 * 10^-6 м) = 3,313 * 10^-19 Дж.
N = (10 * 10^-3 W) / (3,313 * 10^-19 Дж) = 3,020 * 10^15 фотонов.

Таким образом, гелий-неоновый лазер с мощностью 10 мВт излучает приблизительно 3,020 * 10^15 фотонов за одну секунду.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, можно изучить основы фотоники, а также понять основные принципы работы газового лазера и взаимодействие атомов гелия и неона.

Упражнение: Предположим, что мощность гелий-неонового лазера увеличена до 20 мВт. Сколько фотонов он будет испускать за одну секунду?