Física III ⇒ Mecânica Quântica Tópico resolvido

[phanie]

Uma fonte com potência 10 W emite lua de frequência 1 x [tex3]10^{15}[/tex3] Hz , uniformemente em todas as direções. Esta fonte está localizada a 1 m de uma placa absorvedora metálica em uma célula fotoelétrica . Calcule o número de fótons que incidem em 1 [tex3]cm^{2}[/tex3] da superfície da placa , a cada intervalo de tempo de 1 s :

dados : E = hf ; h = 6,63 x [tex3]10^{-34}[/tex3] Js

Resposta

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resposta : 1,3 x [tex3]10^{14}[/tex3]

[Juniorsjc]

Olá phanie, vamos a resolução de sua questão.
Vamos primeira calcular a intensidade de radiação que a placa recebe estando a 1,0m de distância da fonte.
[tex3]I = \frac{Pot}{4\pi r^2} = \frac{10}{4\cdot 3,14\cdot 1^2} = 0,796 \ W/m^2[/tex3]

Agora, vamos calcular a potência recebida na área de [tex3]1 cm^2 \, (10^{-4} m^2)[/tex3] da placa.
[tex3]Pot = I\cdot A = 0,796\cdot 10^{-4} W[/tex3]

A energia então distribuida sobre esse [tex3]1cm^2[/tex3] em [tex3]1s[/tex3] é:
[tex3]E = Pot\cdot \Delta T = 0,796\cdot 10^{-4} \cdot 1 = 0,796\cdot 10^{-4} J[/tex3]

Sabendo que [tex3]E = nhf[/tex3], podemos igualar as duas expressões e encontrar o valor de [tex3]n[/tex3].
[tex3]nhf = 0,796\cdot 10^{-4} J \rightarrow n\cdot 6,63\cdot 10^{-34}.10^{15} = 0,796\cdot 10^{-4} J \\ n = \frac{0,796\cdot 10^{-4}}{ 6,63\cdot 10^{-34}.10^{15} } = 1,2\cdot10^{14} \,\ \text{fotons}[/tex3]

Bom, acho que seja isso...
Abraços