Ejercicio B.5 · Física PAU Madrid Extraordinaria 2020

B.5 (2 puntos). Un sistema atómico que consta de tres niveles energéticos se utiliza para obtener radiación láser. Con respecto al primer nivel (nivel fundamental), el segundo y el tercer nivel se sitúan a $2{,}07\text{ eV}$ y $2{,}76\text{ eV}$, respectivamente. La absorción se produce desde el primer nivel al tercero, mientras que la emisión láser se produce por la transición entre el segundo nivel y el fundamental.

Datos: Constante de Planck, $h = 6{,}63\cdot 10^{-34}\text{ J s}$; Velocidad de la luz en el vacío, $c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}$; Valor absoluto de la carga del electrón, $e = 1{,}6\cdot 10^{-19}\text{ C}$.

a)

Halle la longitud de onda y la frecuencia del fotón necesario para que se produzca la absorción (transición $1 \rightarrow 3$).

b)

Calcule la longitud de onda de la radiación emitida (transición $2 \rightarrow 1$) y la potencia del láser si se emiten $2\cdot 10^{16}\text{ fotones/s}$.