مسئله خلاقانه: تراشه فوتونی در رایانه نوری آینده
در یک رایانه نسل آینده،
به جای حرکت الکترونها در سیمهای فلزی،
از فوتونها در یک «تراشه فوتونی» استفاده میشود.
این تراشه میتواند اطلاعات را با سرعت بسیار بالا
و گرمای کمتر منتقل کند.
در این تراشه، یک موجبر نوری بسیار باریک،
فوتونهای فروسرخ را از یک بخش پردازنده به بخش دیگر هدایت میکند.
طول موج فوتونها در خلأ برابر است با:
λ0 = 1310 nm
ضریب شکست ماده موجبر:
n = 1.45
توان نوری عبوری از موجبر:
P = 3 mW
ثابتها:
h = 6.63 × 10-34 J.s
c = 3 × 108 m/s
سؤالات
1- فرکانس فوتونها را در خلأ محاسبه کنید.
2- سرعت نور در موجبر چقدر است؟
3- طول موج فوتونها در موجبر را به دست آورید.
4- انرژی هر فوتون چقدر است؟
5- در هر ثانیه چند فوتون از موجبر عبور میکند؟
6- چرا تراشههای فوتونی برای آینده رایانهها مهم هستند؟
پاسخ مسئله
1- فرکانس فوتونها
فرکانس هنگام ورود نور به محیط تغییر نمیکند،
پس آن را با طول موج خلأ محاسبه میکنیم:
f = c / λ0
λ0 = 1310 × 10-9 m
f = (3 × 108) / (1310 × 10-9)
f ≈ 2.29 × 1014 Hz
در این وبلاگ به ریاضیات و کاربردهای آن و تحقیقات در آنها پرداخته می شود. مطالب در این وبلاگ ترجمه سطحی و اولیه است و کامل نیست.در صورتی سوال یا نظری در زمینه ریاضیات دارید مطرح نمایید .در صورت امکان به آن می پردازم. من دوست دارم برای یافتن پاسخ به سوالات و حل پروژه های علمی با دیگران همکاری نمایم.در صورتی که شما هم بامن هم عقیده هستید با من تماس بگیرید.