A kép egy webáruházról van. Az \(5\mathrm{MW}\) feliratban nemcsak az a hiba, hogy a számérték és a mértékegység közé mindig szóközt kellene tenni, hanem a \(\mathrm{W}\) előtt álló SI-prefixum nem lehet \(\mathrm{M}=\mathrm{mega}=10^6\), mert egy lézerpointer áramellátását biztosító két darab AA ceruzaelem nem tud ekkora teljesítményt leadni, illetve egy ilyen teljesítményű lézer másodpercek alatt átvágna szinte mindent, amire rávilágítunk, tehát fegyvernek számítana, nem irodai eszköznek, játékszernek. Valójában egy átlagos lézerpointer teljesítménye \(5\ \mathrm{mW}=5\ \mathrm{milliwatt}=5\cdot 10^{-3}\ \mathrm{W}\). Ez a leadott fénysugárzás teljesítménye, nem pedig az áramforrástól felvett, elfogyasztott energia teljesítménye.
a) Az $5\ \mathrm{mW}$ leadott fényteljesítményű piros, zöld és kék lézerek közül melyik színű sugározza a legtöbb fotont másodpercenként, és melyik a legkevesebbet?
A vörös a legtöbbet, a kék a legkevesebbet.
A fotonenergia:
\[E_{\mathrm{f}}=h\cdot f\]
ahol \(h\) a Planck-álldó, \(f\) pedig a frekvencia. A látható fény hullámhossztartományáról tudjuk, hogy \(400\ \mathrm{nm}\) és \(700\ \mathrm{nm}\) közé esik, és a kék (ibolyaa) a legkisebb hullámhosszúságú, a zöld a közepes, a vörös pedig a legnagyobb. A
$$c=\lambda\cdot f$$
$$f=\frac{c}{\lambda}$$
egyenlet segítségével a fotonenergia átírható hullámhossztól függő alakra:
\[E_{\mathrm{f}}=h\frac{c}{\lambda}\]
Ebből az látszik, hogy a legnagyobb hullámhosszúságú vörös fotonok a legkisebbe energiájúak, a legrövidebb hullámhosszúságú kék fotonok pedig a legnagyobb energiájúak. A teljesítmény
\[P=\frac{\Delta E}{\Delta t}\]
definíciója alapján mindhárom lézer \(5\ \mathrm{J}\) energiát sugároz másodpercenként. A kék lézer (a legnagyobb fotonenergiája miatt) a legkevesebb számú foton kibocsátásával tudja ezt az energiamennyiséget másodpercenként leadni, míg a vörös lézer (a legkisebb fotonenergiája miatt) a legnagyobb számú foton kisugárzásával lesz képes ugyanenyi energiát kiadni magából egy másodperc alatt.