Come calcolare il tasso di emissione dei fotoni da un laser

Autore: Joan Hall
Data Della Creazione: 28 Gennaio 2021
Data Di Aggiornamento: 28 Aprile 2024
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Un fascio di onde elettromagnetiche può trasportare miliardi di fotoni al secondo. Questo numero elevato di fotoni descrive i vari singoli pacchetti di energia trasportati dal raggio. Il tasso di emissione dei fotoni è direttamente proporzionale alla velocità di emissione di energia, quindi è possibile calcolare il numero di fotoni in un raggio conoscendo la potenza del laser che lo emette. Un altro fattore, la frequenza del raggio, determina anche la sua potenza. Questa frequenza può essere calcolata usando la velocità e la lunghezza delle onde che formano il raggio.


indicazioni

I laser ad alta intensità portano molti fotoni (Jupiterimages / Photos.com / Getty Images)
  1. Moltiplicare la velocità della luce, che è di 3 x 10 ^ 8 metri al secondo, di 6,63 x 10 ^ -34, che è il rapporto tra l'energia di un fotone e la frequenza del raggio: (3 x 10 ^ 8) x (6,63 x 10 -34) = 1, = 989 x 10 -25.

  2. Dividere questa risposta per la lunghezza d'onda del raggio. Continuando con l'esempio, supponiamo che un fascio abbia una lunghezza d'onda di 700 x 10 ^ -9 metri. La divisione risulta in (1,989 x 10 ^ -25) / (700 x 10 ^ -9) = 2,841 x 10 ^ -19.

  3. Dividere la potenza del raggio, misurata in watt o joule al secondo, da quella risposta. Se, ad esempio, il laser funziona a 160 W: 160 / (2,841 x 10 ^ -19) = 5,66318 x 10 ^ 20. Questo è il numero di fotoni che il raggio emette ogni secondo.


  4. Moltiplicare questo tasso di emissione per un certo periodo di tempo in cui il laser stava funzionando. Per 15 secondi, ad esempio, (5.6318 x 10 ^ 20) x 15 = 8.45 x 10 ^ 21 fotoni sono stati emessi dal laser.