25

Решение: Длительность лазерного импульса

ЕГЭ · Физика · Задание 25 · Квантовая и ядерная физика
ПовышеннаяФИПИ83BE32Развёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 4 шага
Условие

Лазер со средней мощностью импульса $1{,}1\ \text{кВт}$ излучает в импульсе $10^{19}$ фотонов с длиной волны $600\ \text{нм}$. Какова длительность импульса?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Энергия одного фотона определяется длиной волны излучения:

$$E_{\text{ф}} = \frac{hc}{\lambda}$$
2

Переведём величины в единицы СИ: $P = 1{,}1 \cdot 10^3\ \text{Вт}$, $\lambda = 600 \cdot 10^{-9}\ \text{м}$.

$$E_{\text{ф}} = \frac{6{,}63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{600 \cdot 10^{-9}} \approx 3{,}315 \cdot 10^{-19}\ \text{Дж}$$
3

Энергия импульса равна энергии одного фотона, умноженной на число фотонов:

$$E = N E_{\text{ф}} = 10^{19} \cdot 3{,}315 \cdot 10^{-19} \approx 3{,}315\ \text{Дж}$$

Из определения средней мощности найдём длительность импульса:

$$t = \frac{E}{P} = \frac{3{,}315}{1{,}1 \cdot 10^3} \approx 3{,}0 \cdot 10^{-3}\ \text{с}$$
Ответ

t \approx 3{,}0 \cdot 10^{-3}\ \text{с}

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не переводят мощность из киловатт в ватты.

Не переводят длину волны из нанометров в метры.

Используют энергию одного фотона вместо энергии всех $10^{19}$ фотонов.

Путают формулу мощности и получают величину, обратную длительности импульса.

Закрепить приёмВ теме «Квантовая и ядерная физика» ещё 281 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 25 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Квантовая и ядерная физика»: в ней 282 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.