$632.8\, nm$ तरंगदैर्ध्य का एकवर्णी प्रकाश एक हीलियम-नियॉन लेसर के द्वारा उत्पन्न किया जाता है। उत्सर्जित शक्ति $9.42\, mW$ है।

$(a)$ प्रकाश के किरण-पुंज में प्रत्येक फ़ोटॉन की ऊर्जा तथा संवेग प्राप्त कीजिए,

$(b)$ इस किरण-पुंज के द्वारा विकिरित किसी लक्ष्य पर औसतन कितने फ़ोटॉन प्रति सेकंड पहुँचेंगे? ( यह मान लीजिए कि किरण-पुंज की अनुप्रस्थ काट एकसमान है जो लक्ष्य के क्षेत्रफल से कम है ), तथा

$(c)$ एक हाइड्रोजन परमाणु को फ़ोटॉन के बराबर संवेग प्राप्त करने के लिए कितनी तेज़ चाल से चलना होगा?

Wavelength of monochromatic light $\lambda=632.8\, nm$

Power of He-be laser $P=9.42\, mW$

$(a)$ Energy of a photon is given by $E = hv$

Or $E=h c / \lambda$

Which gives $E=3.14 \times 10^{-19}\, J$

Now momentum of a photon $p=h / \lambda$

$p=1.05 \times 10^{-27}\, kg m / s$

$(b)$ For a beam of uniform cross-section having cross-sectional area less than target area

$P=E x N$

where $P =$ power emitted

$E =$ energy of photon

$N =$ number of photons Therefore

$N = P / E$

Substitution gives

$N =3 \times 10^{16}$ photons / second

$(c)$ Momentum of $He-Ne$ laser $=1.05 \times 10^{-27} \,kg m / s$

For this much momentum of a hydrogen atom $mv =1.05 \times 10^{-27}$

$v=1.05 \times 10^{-27} / 1.6 \times 10^{-27}$

$v=0.63\, m / s$

The required speed for hydrogen atom is $0.63\, m / s$