дано:
мощность лазера P = 1 мВт = 1 * 10^-3 Вт
длина волны λ = 0,6 мкм = 0,6 * 10^-6 м
энергия покоя протона E_proton ≈ 938 МэВ = 938 * 1.6 * 10^-13 Дж ≈ 1.50 * 10^-10 Дж
найти:
время t, за которое лазер испускает фотоны с суммарной энергией, равной энергии покоя протона
решение:
Сначала найдем энергию одного фотона:
E_photon = h * f,
где f (частота) можно найти по формуле:
f = c / λ,
где c — скорость света, c ≈ 3 * 10^8 м/с, h — постоянная Планка, h ≈ 6.626 * 10^-34 Дж·с.
Сначала найдем частоту:
f = c / λ
f = (3 * 10^8) / (0,6 * 10^-6)
f ≈ 5 * 10^14 Гц
Теперь найдем энергию одного фотона:
E_photon = h * f
E_photon = (6.626 * 10^-34) * (5 * 10^14)
E_photon ≈ 3.31 * 10^-19 Дж
Теперь найдем количество фотонов N, необходимых для получения энергии, равной энергии покоя протона:
N = E_proton / E_photon
N = (1.50 * 10^-10) / (3.31 * 10^-19)
N ≈ 4.53 * 10^8
Теперь найдем время t, за которое лазер испускает это количество фотонов:
t = N * (E_photon / P)
t = N * (3.31 * 10^-19 / (1 * 10^-3))
t = (4.53 * 10^8) * (3.31 * 10^-16)
t ≈ 1.50 * 10^3 секунд
ответ:
Лазер испускает фотоны, суммарная энергия которых равна энергии покоя протона, примерно за 1500 секунд.