Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Просто об электротехнике, электронике, математике, физике
Категория: Квантово-оптические явления

Концентрация фотонов

В этой статье будем определять концентрацию фотонов в световом луче, и количество фотонов, падающих за определенное время на поверхность известной площади.

Задача 1. Рубиновый лазер дает импульс монохроматического излучения с длиной волны А. Определить концентрацию фотонов в пучке, если мощность излучения лазера МВт, а площадь сечения луча м.

Концентрация – это количество фотонов в объеме. Объем найдем как . Количество фотонов определим как

   

Определим теперь концентрацию:

   

Ответ: 1/м.

Задача 2.  Сколько квантов излучения падает за время с на поверхность площадью см, если ее облучают потоком гамма-лучей с длиной волны см, мощность которого на площадь см составляет Вт?

Число фотонов можно найти как:

   

Число фотонов, падающих на единицу поверхности:

   

Мощность на площадь можно выразить как , тогда

   

Ответ:

Задача 3. Сколько гамма-квантов падает ежесекундно на поверхность, которую облучают гамма-лучами мощностью Вт и длиной волны  м?

Число фотонов, падающих на единицу поверхности:

   

Число фотонов можно найти как:

   

А за время :

   

   

Ответ: 1/см с

Задача 4. Точечный источник света мощностью испускает свет с длиной волны . Сколько фотонов падает за время на маленькую площадку площадью , расположенную перпендикулярно к падающим лучам, на расстоянии от источника?

Число фотонов, падающих на единицу поверхности:

   

Но источник излучает во все стороны, то есть лучи образуют сферу, а площадь площадки относится к площади сферы как , тогда количество квантов, попавших «в  нужное место» равно

   

Ответ:

Задача 5. Мощность точечного источника монохроматического излучения с длиной волны мкм Вт. Определить число фотонов, падающих за 1 с на см площади, расположенной перпендикулярно лучам на расстоянии м.

По аналогии с предыдущей задачей

   

Ответ: .

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *