Wie berechnet man die Anzahl der Photonen?

Sie berechnen die Energie eines Photons und verwenden dann die Gesamtenergie, um die Anzahl der Photonen zu berechnen.

Um die Energie eines Photons zu berechnen, siehe Wie berechnet man die Energie eines Photons elektromagnetischer Strahlung?.

Dann

Anzahl der Photonen = #"Total energy"/"Energy of one photon"#

Nur wenige Instruktoren werden die Frage so einfach machen. Stattdessen könnten sie es wie folgt tarnen.

BEISPIEL

Ein gewöhnlicher Laserpointer erzeugt 1.0 mW bei einer Wellenlänge von 670 nm. Berechnen Sie die Anzahl der pro Millisekunde erzeugten Photonen.

Lösung

Schritt 1. Berechnen Sie die Energie eines Photons.

#E = (hc)/λ = (6.626 × 10^34"J·s" × 2.998 × 10^8"m·s"^-1)/(670 × 10^-9"m") = 2.965 × 10^-19 "J"#

(3 bedeutende Figuren + 1-Schutzziffer)

Schritt 2. Berechnen Sie die Gesamtenergie pro Sekunde.

Gesamtenergie = #1.0 × 10^-3"W" × (1"J·s"^-1)/(1"W") = 1.0 × 10^-3 "J·s"^-1#

Schritt 3. Berechnen Sie die Anzahl der Photonen pro Millisekunde.

Anzahl der Photonen =

#"Total energy"/"Energy of one photon" = 1.0 × 10^-3 "J·s"^-1 × (1"photon")/( 2.965 × 10^-19"J") ×#

#(1"s")/(1000"ms") = 3.4 × 10^12 "photons/ms"#

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