Question

электрическая лампа мощностью 60 Вт испускает ежесекундно 1 х 10 в 19 степени фотонов определите среднюю длину волны излучения лампы если её коэффициент полезного действия равен 5%​

Answer 1

Ответ:

Объяснение: Энергия излучения лампы E=кпд*P*t   Энергия кванта E1=E/N=h*c/L  L=N*h*c/кпд*P*t=10^19*6,62*10^-34*3*10^8/0,05*60*1=6,62*10^-7 м=662 нм

Answer 2

Энергия вылетающих фотонов из лампочки за t=1 сек, равна

,

где P=60 Вт – мощность лампочки; t=1 сек – время;  - КПД лампочки. Учитывая, что за 1 секунду вылетает  фотонов, энергия одного фотона, равна:

,

где h – постоянная Планка; c – скорость света; λ – длина волны. Выразим длину волны, получим:



что составляет 660 нм.

Ответ: 660.

Answer 3

Для определения средней длины волны излучения лампы, сначала нужно найти энергию одного фотона. Затем, используя коэффициент полезного действия (эффективности), можно найти энергию излучения и найти соответствующую среднюю длину волны.

1. Найдем энергию одного фотона (E_photon) с помощью формулы Планка: E_photon = h * f, где h - постоянная Планка (около 6.626 x 10^-34 Дж * с), а f - частота излучения в герцах.

2. Зная мощность лампы (P) и количество испускаемых фотонов в секунду (N_photons), можно найти энергию излучения ватт-секундах: E_total = P * t, где t - время в секундах.

3. Найдем коэффициент полезного действия (η), который равен отношению эффективной энергии излучения к общей энергии: η = E_useful / E_total, где E_useful - эффективная энергия излучения.

4. Средняя длина волны (λ) связана с энергией фотона (E_photon) через формулу: λ = c / f, где c - скорость света (приблизительно 3.0 x 10^8 м/с).

Теперь выполним вычисления:

Шаг 1: Найдем энергию одного фотона (E_photon). Для этого нужно знать частоту излучения. Допустим, что это видимый свет, который имеет частоту около 5.0 x 10^14 Гц (в пределах видимого спектра).

E_photon = 6.626 x 10^-34 Дж * с * 5.0 x 10^14 Гц E_photon ≈ 3.313 x 10^-19 Дж

Шаг 2: Найдем общую энергию излучения (E_total) ватт-секундах. Мощность лампы P = 60 Вт (ватт), время t = 1 секунда.

E_total = 60 Вт * 1 сек E_total = 60 Вт * с = 60 Дж

Шаг 3: Найдем эффективную энергию излучения (E_useful). Коэффициент полезного действия (η) равен 5% или 0.05.

E_useful = η * E_total E_useful = 0.05 * 60 Дж E_useful = 3 Дж

Шаг 4: Найдем среднюю длину волны (λ). Сначала найдем частоту излучения:

f = E_useful / E_photon f = 3 Дж / 3.313 x 10^-19 Дж ≈ 9.05 x 10^18 Гц

Теперь найдем среднюю длину волны:

λ = c / f λ = 3.0 x 10^8 м/с / (9.05 x 10^18 Гц) λ ≈ 3.32 x 10^-11 м

Средняя длина волны излучения этой лампы составляет приблизительно 3.32 x 10^-11 метров (или 332 нм). Это находится в ультрафиолетовой части электромагнитного спектра.