Вопрос задан 06.01.2025 в 09:51. Предмет Физика. Спрашивает Никулин Даня.

50 баллов! Лазер генерирует импульсы с длиной волны 1,55 мкм и с частотой следования 5 МГц. Импульсы содержат по 0,1 фотону в среднем. Найдите

мощность излучаемого света.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Соседков Рома.

Чтобы найти мощность излучаемого света, нужно рассчитать энергию одного импульса и умножить её на частоту следования импульсов.

Дано:

  1. Длина волны λ=1,55 мкм=1,55×10−6 м\lambda = 1{,}55 \, \text{мкм} = 1{,}55 \times 10^{-6} \, \text{м}.
  2. Частота следования импульсов f=5 МГц=5×106 Гцf = 5 \, \text{МГц} = 5 \times 10^6 \, \text{Гц}.
  3. Среднее количество фотонов в одном импульсе ⟨N⟩=0,1\langle N \rangle = 0{,}1.

Шаг 1. Найдём энергию одного фотона

Энергия фотона рассчитывается по формуле:

Eфотона=hcλE_{\text{фотона}} = \frac{hc}{\lambda}

где:

  • hh — постоянная Планка (6,626×10−34 Дж⋅с6{,}626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}),
  • cc — скорость света (3×108 м/с3 \times 10^8 \, \text{м/с}),
  • λ\lambda — длина волны.

Подставим значения:

Eфотона=6,626×10−34⋅3×1081,55×10−6≈1,28×10−19 ДжE_{\text{фотона}} = \frac{6{,}626 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}{1{,}55 \times 10^{-6}} \approx 1{,}28 \times 10^{-19} \, \text{Дж}

Шаг 2. Найдём среднюю энергию одного импульса

Поскольку в одном импульсе в среднем содержится 0,1 фотона, средняя энергия импульса будет равна:

Eимпульса=⟨N⟩⋅Eфотона=0,1⋅1,28×10−19=1,28×10−20 ДжE_{\text{импульса}} = \langle N \rangle \cdot E_{\text{фотона}} = 0{,}1 \cdot 1{,}28 \times 10^{-19} = 1{,}28 \times 10^{-20} \, \text{Дж}

Шаг 3. Найдём мощность излучаемого света

Мощность PP можно найти как произведение энергии одного импульса и частоты следования импульсов:

P=Eимпульса⋅fP = E_{\text{импульса}} \cdot f

Подставим значения:

P=1,28×10−20⋅5×106=6,4×10−14 ВтP = 1{,}28 \times 10^{-20} \cdot 5 \times 10^6 = 6{,}4 \times 10^{-14} \, \text{Вт}

Ответ:

Мощность излучаемого света составляет 6,4×10−14 Вт6{,}4 \times 10^{-14} \, \text{Вт}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос