Càlcul de l’Energia i Fotons d’un Pols Làser

Un pols d’un làser de rubí té una potència mitjana de 10 MW i persisteix 1.5 ns. Si la longitud d’ona és 694.3 nm, calcula: a) Quina és l’energia total del pols? b) Quants fotons s’emeten en un pols?

Dades:

• Potència mitjana: \( P = 10 \, \text{MW} = 10^7 \, \text{W} \).

• Durada del pols: \( t = 1.5 \, \text{ns} = 1.5 \times 10^{-9} \, \text{s} \).

• Longitud d’ona: \( \lambda = 694.3 \, \text{nm} = 694.3 \times 10^{-9} \, \text{m} \).

a) Energia total del pols. L’energia total es calcula com:\[E = P \cdot t\]\[E = 10^7 \cdot 1.5 \times 10^{-9} = 0.015 \, \text{J} = 15 \, \text{mJ}\]

Resposta:\[\boxed{15 \, \text{mJ}}\]

b) Nombre de fotons emesos. L’energia d’un fotó es calcula amb:\[E_{\text{fotó}} = \frac{hc}{\lambda}\]On \( h = 6.626 \times 10^{-34} \, \text{J·s} \), \( c = 3 \times 10^8 \, \text{m/s} \), \( \lambda = 694.3 \times 10^{-9} \, \text{m} \).\[hc = 1.9878 \times 10^{-25} \, \text{J·m}\]\[E_{\text{fotó}} = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{6.943 \times 10^{-7}} \approx 2.864 \times 10^{-19} \, \text{J}\]El nombre de fotons és:\[N = \frac{E}{E_{\text{fotó}}} = \frac{0.015}{2.864 \times 10^{-19}} \approx 5.237 \times 10^{16}\]

Resposta:\[\boxed{5.24 \times 10^{16}}\]

Resum final:

• Energia total del pols: \( \boxed{15 \, \text{mJ}} \).

• Nombre de fotons: \( \boxed{5.24 \times 10^{16}} \).