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Um laser produz uma luz de comprimento de onda de 800nm em pulsos ultra curtos de 4,00x10-15s. A energia em um único pulso produzido por esse tipo de laser é 2,00x10-6J, e os pulsos se propagam no sentido positivo da direção x. Determine a incerteza mínima da frequência da luz no pulso. Assinale a alternativa correta.
A 1,0x1012Hz
B 1,45x1012Hz
C 1,49x1013Hz
D 1,99x1013Hz
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Para determinar a incerteza mínima da frequência da luz no pulso, podemos usar o princípio da incerteza de Heisenberg, que relaciona a incerteza na energia (ΔE) e a incerteza no tempo (Δt): \[ \Delta E \cdot \Delta t \geq \frac{h}{4\pi} \] onde \( h \) é a constante de Planck (\( h \approx 6,63 \times 10^{-34} \, J \cdot s \)). A energia de um único pulso é dada como \( 2,00 \times 10^{-6} \, J \) e o tempo do pulso é \( 4,00 \times 10^{-15} \, s \). Primeiro, vamos calcular a incerteza na energia: \[ \Delta E \geq \frac{h}{4\pi \Delta t} \] Substituindo os valores: \[ \Delta E \geq \frac{6,63 \times 10^{-34}}{4\pi \times 4,00 \times 10^{-15}} \] Calculando isso, obtemos: \[ \Delta E \geq \frac{6,63 \times 10^{-34}}{5,0265 \times 10^{-14}} \approx 1,32 \times 10^{-20} \, J \] Agora, para encontrar a incerteza na frequência (\( \Delta f \)), usamos a relação entre energia e frequência: \[ E = h f \implies \Delta E = h \Delta f \implies \Delta f = \frac{\Delta E}{h} \] Substituindo: \[ \Delta f \geq \frac{1,32 \times 10^{-20}}{6,63 \times 10^{-34}} \approx 1,99 \times 10^{13} \, Hz \] Portanto, a incerteza mínima da frequência da luz no pulso é aproximadamente \( 1,99 \times 10^{13} \, Hz \). A alternativa correta é: D 1,99x10^13Hz.

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