Química Física

Problemas de Espectroscopía I.- Fundamentos, átomos y moléculas diatómicas 143
Puesto que el ensanchamiento es lorentziano, la diferencia de población umbral viene
dada por
∆n umbral = 4π2 ∆ν 1 η 2
2
λ 2 αg umbral
(5.3.2)
mnA mn
donde hemos introducido el índice de refracción n. Sustituyendo aquí los valores
numéricos calculamos
17 átomos
∆n umbral = 2.11 × 10
cm 3 (5.3.3)
Veamos cuál es la densidad de átomos de cromo. Para una densidad de óxido de
aluminio, Al 2 O 3 , de 4 gr/cm 3 , la densidad en peso de cromo vale
d Cr +3 = 4 × 0.0005 gr
cm 3 = 2 × gr
10−3
cm 3 (5.3.4)
El peso molecular del Cr es aproximadamente 52 gr/mol, luego el número de moles
de Cr 3+ que hay en 1 cm 3 es
gr
cm 3
52 gr
mol
n molar = 2 × 10−3
−5 moles
= 3.85 × 10
cm 3 (5.3.5)
Finalmente, multiplicando por el número de Avogadro obtenemos
n Cr 3+ = 3.85 × 10 −5 · 6.022 × 10 23
at
átomos
= 2.3 × 1019
cm3 cm 3 (5.3.6)
La inversión de población necesaria para iniciar el láser es aquí mayor que en el caso
del láser de He-Ne.
5.4 El láser de rubí del problema anterior emite un pulso luminoso de 100 ps
de duración. Calcule la potencia del pulso suponiendo que todos los átomos
de cromo están en el nivel láser superior y se desactivan en su totalidad.
Objetivo
Determinación de la potencia de un pulso láser.
Sugerencias
A partir del volumen de la varilla obtenemos el número de átomos de cromo,
que coincide con el número de fotones emitidos.
La energía correspondiente a los fotones emitidos en el tiempo que indica el
problema nos permite calcular la potencia del pulso.