Questão FC278926
Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em
Física Moderna
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em calor. Pesquisas recentes demonstraram a eficiência do uso de nanopartículas de ouro e do laser infravermelho na detecção e destruição de células cancerosas. O Nd Yag é um laser infravermelho com potência de 30 W. A granada ítrio-alumínio com neodímio é um cristal que dá origem a um intenso efeito no laser. A seguir, são mostrados os níveis de energia do íon neodímio Nd3+ necessários para operar o laser.
Tendo como referência inicial essas informações e considerando que o valor da carga do elétron seja igual a 1,6 × 10−19, que a transição do laser se dê entre dois níveis de energia, sendo a diferença de energia entre esses níveis E = 1.026 eV, e que a constante de Planck (h) corresponda a 6,62 × 10−34 J.s, julgue o item seguinte.
Esse laser emite mais que 2,00 × 1020 fótons por segundo.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
A afirmação é errada porque o cálculo do número de fótons por segundo exige converter a energia por fóton para joules e dividir a potência do laser por essa energia.
Temos:
potência \(P=30\ \mathrm{J/s}\).
energia do fóton \(E_{fóton}=1{,}026\ \mathrm{eV}\times 1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{J/eV}=1{,}6416\times10^{-19}\ \mathrm{J}\).
Logo, o número de fótons por segundo é
\(n=\dfrac{P}{E_{fóton}}=\dfrac{30}{1{,}6416\times10^{-19}}\approx1{,}83\times10^{20}\ \mathrm{s^{-1}}\).
Como \(1{,}83\times10^{20}<2{,}00\times10^{20}\), o laser emite menos que \(2{,}00\times10^{20}\) fótons por segundo; portanto, o item está incorreto.
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