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. Ответ запишите в…

Давайте разберемся с задачей пошагово.

Дано:

• Длина волны лазерного импульса: \(\lambda = 1,55\, \mathrm{мкм} = 1,55 \times 10^{-6}\, \mathrm{м}\)
• Частота следования импульсов: \(f = 5\, \mathrm{МГц} = 5 \times 10^{6}\, \mathrm{Гц}\)
• Среднее число фотонов в импульсе: \(\langle N \rangle = 0,1\)

Шаг 1: Определим энергию одного фотона

Энергия фотона вычисляется по формуле:
\[ E_{фотона} = \frac{hc}{\lambda} \]

где:

• \(h = 6,626 \times 10^{-34}\, Дж \cdot с\) — постоянная Планка
• \(c = 3,0 \times 10^{8}\, м/с\) — скорость света

Подставим значения:
\[ E_{фотона} = \frac{6,626 \times 10^{-34} \times 3,0 \times 10^{8}}{1,55 \times 10^{-6}} \]

Вычислим числитель:
\[ 6,626 \times 10^{-34} \times 3,0 \times 10^{8} = 1,9878 \times 10^{-25} \]

Теперь делим:
\[ E_{фотона} = \frac{1,9878 \times 10^{-25}}{1,55 \times 10^{-6}} \approx 1,28 \times 10^{-19}\, Дж \]

Шаг 2: Определим энергию, выделяемую за один импульс

Среднее число фотонов в одном импульсе: \(\langle N \rangle = 0,1\)

Энергия одного импульса:
\[ E_{импульса} = \langle N \rangle \times E_{фотона} = 0,1 \times 1,28 \times 10^{-19} = 1,28 \times 10^{-20}\, Дж \]

Шаг 3: Определим мощность

Мощность — это энергия, выделяемая за единицу времени.
Поскольку импульсы следуют с частотой \(f\), то мощность:
\[ P = E_{импульса} \times f \]

Подставим значения:
\[ P = 1,28 \times 10^{-20} \times 5 \times 10^{6} = (1,28 \times 5) \times 10^{-20 + 6} = 6,4 \times 10^{-14}\, Вт \]

Ответ в пВт:
\[ P = 6,4 \text{ pW} \]

ИТОГ: Мощность излучаемого света составляет 6,40 пВт.

Если есть вопросы или нужна помощь с другим типом задач, обращайтесь!