Um laser emite luz na frequência 4,5 x 10 14 Qual é a energia, em Joules, de 1,5 mol de fótons dessa radiação?
Soluções para a tarefa
Resposta:
Resposta da A)
Trata-se de uma questão de física quântica, mas não se assuste, porque o entendimento básico é simples, basta entender como aplicar a fórmula.
Devemos considerar a luz como se fosse vários "pacotes" de onda, que chamamos de fótons. A energia desses fótons depende da frequência da onda.
Assim, a energia de uma radiação eletromagnética é calculada por:
E = h * f
Em que h é a constante de Planck (6,62 * 10^-34 J) e f é a frequência da radiação (em hertz). Lembre-se que em provas de vestibular e concursos, o enunciado fornece o valor dessa constante.
Temos:
h = 6,62 * 10^-34 J.s
f = 4,69.10^14 Hz
Então:
E = 6,62 * 10^-34 * 4,69 * 10^14
E = 3,11 * 10^-19 J/fóton
Resposta da B)
Para sabermos a energia de um pulso, basta multiplicarmos a quantidade de fótons pela energia que cada fóton emite.
No item A vimos que um fóton tem a energia de 3,11 * 10^-19 joules.
A questão nos pergunta a energia total de 5 * 10^17 fótons.
Então, teremos:
Et = Ef * N
Et = 3,11 * 10^-19 * 5 * 10^17
Et = 0,1555 Joules
Note a importância de entendermos o que significa a dualidade partícula-onda da luz, e como esse conhecimento nos ajuda a resolver as questões com mais facilidade.
Resposta da C)
Agora vamos utilizar o mesmo raciocínio, porém de forma inversa. Sem segredos :)
No item anterior já vimos que Et = Ef * N
Nesse item, a questão nos informa que Et = 1,3 * 10^-19 Joules, e no item A vimos que a energia de um fóton é 3,11 * 10^-19 joules.
Agora basta aplicar na fórmula:
Et = Ef * N
1,3 * 10^-19 = 3,11 * 10^-19 * N
N = 1,3 * 10^-19 / 3,11 * 10^-19
N = 0,42 fótons
Explicação: