Яка середня потужність випромінювання рубінового лазера, якщо він випромінює 2×1019 фотонів з довжиною хвилі

Тема урока: Середня потужність випромінювання лазера

Пояснення: Потужність випромінювання (P) розраховується як відношення енергії (E), яка випромінюється за певний час (t). Формула для обчислення потужності випромінювання:

P = E / t (1)

Щоб обчислити потужність випромінювання лазера, потрібно знати енергію випромінювання та тривалість випромінювання.

Енергія випромінювання (E) може бути обчислена, використовуючи формулу:

E = n × h × c / λ (2)

де n - кількість фотонів, h - стала Планка, c - швидкість світла, λ - довжина хвилі.

Тривалість випромінювання (t) дана і рівна 2 × 10^(-3) с.

Тепер, використовуючи значення стала Планка (h = 6.62 × 10^(-34) Дж × с), швидкість світла (c = 3 × 10^8 м/с), кількість фотонів (n = 2 × 10^(19)) та довжину хвилі (λ = 694 нм = 694 × 10^(-9) м), ми можемо обчислити потужність випромінювання рубінового лазера.

Доп. материал:
Задано:
n = 2 × 10^(19) фотонів
λ = 694 нм = 694 × 10^(-9) м
t = 2 × 10^(-3) с

Знайти:
P - середня потужність випромінювання лазера

Розв"язок:
Шлях 1:
E = n × h × c / λ
E = 2 × 10^(19) × 6.62 × 10^(-34) × 3 × 10^8 / (694 × 10^(-9))
E = 3.98 × 10^(-14) Дж

P = E / t
P = 3.98 × 10^(-14) / (2 × 10^(-3))
P = 1.99 × 10^(-11) Ватт

Совет: Для засвоєння цієї теми варто ознайомитися з формулами та одиницями вимірювання, що використовуються. Також важливо знати значення стала Планка та швидкість світла, оскільки вони часто зустрічаються в задачах про випромінювання. Уважно опрацюйте кожен крок розв"язання задачі та перевірте одиниці вимірювання, щоб уникнути помилок.

Закрепляющее упражнение:
Який будете мати результат, якщо замінити тривалість випромінювання (t) на 5 × 10^(-3) с?