Физика, 11класс Лазерная указка, определить Е0 одного кванта излучаемого света, определить мощность P излучения указки. Число фотонов, излучаемых лазерной указкой за время t = 10 с, равно N = 6•10^17 Длина волны излучения указки равна = 600 нм. Постоянная Планка равна h = 6,63•10^-34 Дж•с. Скорость света принять равной с = 3•10^8 м /с.
1)Определите энергию E0 одного кванта излучаемого света. Ответ выразить в эВ, округлив до целых. 1эВ=1,6•10^-19 Дж 2) определить мощность P излучения указки. Ответ выразить в Мвт, округлив до целых.
Чтобы определить энергию одного кванта излучаемого света (E_0), используем формулу:
[
E_0 = \frac{h \cdot c}{\lambda}
]
где:
(h = 6,63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{s}) — постоянная Планка,(c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с}) — скорость света,(\lambda = 600 \, \text{нм} = 600 \times 10^{-9} \, \text{м}) — длина волны.Подставим значения:
[
E_0 = \frac{(6,63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{s}) \cdot (3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{600 \times 10^{-9} \, \text{м}}
]
Выполним вычисления:
[
E_0 = \frac{(6,63 \times 3) \times 10^{-34 + 8}}{600 \times 10^{-9}}
]
[
E_0 = \frac{19,89 \times 10^{-26}}{600 \times 10^{-9}}
]
[
E_0 = \frac{19,89}{600} \times 10^{-26 + 9}
]
[
E_0 = \frac{19,89}{600} \times 10^{-17}
]
[
E_0 \approx 0,03315 \times 10^{-17} \, \text{Дж} \approx 3,315 \times 10^{-19} \, \text{Дж}
]
Теперь переведем значение в электронвольты:
[
E_0 \text{(эВ)} = \frac{E_0 \text{(Дж)}}{1,6 \times 10^{-19} \, \text{Дж/эВ}}
]
[
E_0 \approx \frac{3,315 \times 10^{-19}}{1,6 \times 10^{-19}} \approx 2,07 \, \text{эВ}
]
Округляем до целых:
[
E_0 \approx 2 \, \text{эВ}
]
Теперь определим мощность (P) излучения указки. Мощность рассчитывается по формуле:
[
P = \frac{E_{total}}{t}
]
Где (\text{E}_{\text{total}} = N \cdot E_0), (N = 6 \times 10^{17}) (число фотонов), и (t = 10 \, \text{с}).
Сначала найдем общую энергию излучения:
[
E_{total} = N \cdot E_0 = 6 \times 10^{17} \cdot 3,315 \times 10^{-19} \text{Дж}
]
Выполняем вычисление:
[
E_{total} \approx 6 \times 3,315 \times 10^{-2} \approx 0,01989 \text{Дж} = 0,01989 \text{Дж}
]
Теперь подставим в формулу мощности:
[
P = \frac{0,01989}{10} = 0,001989 \text{Вт} \approx 0,001989 \,\text{Вт} = 1,989 \text{мВт}
]
Округляем до целых:
[
P \approx 2 \text{мВт}
]
Итак, окончательные ответы:
1) Энергия одного кванта излучаемого света (E_0 \approx 2 \, \text{эВ}).
2) Мощность излучения указки (P \approx 2 \, \text{мВт}).