Question

Помогите решить задачу , очень нужно... Потребляемая мощность электрической лампы накаливания - 100 Вт. Сколько фотонов ежесекундно излучает нить накала лампы, если на излучение света расходуется 4,4% электрической энергии? Считайте, что длина волны излучения равна 600 нм

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

P = 100 Вт

t = 1 c

η = 4,4% или 0,044

λ = 600 нм = 600·10⁻⁹ м

__________________

n - ?

1)

Находим энергию ежесекундного излучения:

E₁ = P·t = 100·1 = 100 Дж

2)

Из этой энергии на излучение приходится только:

E = η·E = 0,044·100 = 4,4 Дж

3)

Энергия одного фотона:

ε = h·c / λ = 6,63·10⁻³⁴·3·10⁸ / (600·10⁻⁹) ≈ 3,3·10⁻¹⁹ Дж

4)

И тогда число фотонов:

n = E / ε = 4,4 / (3,3·10⁻¹⁹) ≈ 13·10¹⁸

 

Answer 2

Для решения данной задачи нам нужно определить количество фотонов, излучаемых нитью накала лампы в секунду.

Сначала найдем полезную мощность, которая тратится на излучение света:

Полезная мощность = Общая мощность x КПД Полезная мощность = 100 Вт x 0,044 = 4,4 Вт

Затем используем формулу для расчета количества фотонов, излучаемых в секунду:

Энергия одного фотона (E) = h * f где h - постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж * с), f - частота световой волны.

Частота световой волны (f) = скорость света (c) / длина волны (λ) где c - скорость света (приблизительно 3 x 10^8 м/с), λ - длина волны.

Теперь мы можем вычислить энергию одного фотона для длины волны 600 нм:

λ = 600 x 10^-9 м f = 3 x 10^8 м/с / 600 x 10^-9 м = 5 x 10^14 Гц

E = 6.626 x 10^-34 Дж * с * 5 x 10^14 Гц = 3.313 x 10^-19 Дж

Теперь мы можем найти количество фотонов, излучаемых в секунду:

Количество фотонов = Полезная мощность / Энергия одного фотона Количество фотонов = 4.4 Вт / 3.313 x 10^-19 Дж = приблизительно 1.328 x 10^19 фотонов/с

Таким образом, нить накала лампы излучает приблизительно 1.328 x 10^19 фотонов в секунду.