Какова средняя длина волны излучения электрической лампы мощностью 60 Вт, если она создает 1 х 10 в 19 степени фотонов

Физика: Расчет средней длины волны излучения электрической лампы

Описание:
Для расчета средней длины волны излучения электрической лампы необходимо использовать формулу, которая связывает мощность, количество фотонов и среднюю длину волны.

Формула, которую мы можем использовать:

c = λv,

где c - скорость света в вакууме (приближенно 3 x 10^8 м/с),
λ - средняя длина волны излучения,
v - частота излучения.

Также нам дано количество фотонов в секунду:
n = 1 x 10^19 фотонов/с.

Среднее количество фотонов, создаваемых лампой в секунду, связано с его мощностью:

P = nE,

где P - мощность лампы,
E - энергия одного фотона.

Кроме того, нам дан коэффициент полезного действия, который представляет собой отношение полезной энергии излучения к общей мощности:

η = Pполезная / P.

Using the formula P = nE, we can solve for E:
E = P / n.

Now we can substitute the value of E into the equation c = λv and solve for λ:
c = λv,
c = (P / n)v,
c = (P / n)(λ / T),
cT = λP / n,
T = λP / cn.

Here, T represents the period of time it takes for the lamp to emit a single photon.

Например:
Дано: P = 60 Вт, n = 1 x 10^19 фотонов/с, c = 3 x 10^8 м/с.

Мы должны найти среднюю длину волны излучения лампы.

|Step|Explanation|Formula|Calculation|
|----|-----------|-------|-----------|
|1|Calculate T|T = λP / cn| T = (λ * 60 Вт) / (1 x 10^19 фотонов/с * 3 x 10^8 м/с)|
|2|Rearrange the equation and solve for λ|λ = T * cn / P| λ = (T * 1 x 10^19 фотонов/с * 3 x 10^8 м/с) / 60 Вт|

Решение: Расчет средней длины волны требует знания времени, необходимого для излучения одного фотона, и других значений, таких как мощность и количество фотонов. С использованием этих значений и уравнения, мы можем рассчитать среднюю длину волны. В данном примере, нам дана мощность лампы (60 Вт) и количество фотонов в секунду (1 x 10^19 фотонов/с), а также скорость света в вакууме (3 x 10^8 м/с). Следуя шагам, мы можем рассчитать среднюю длину волны излучения электрической лампы.

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется иметь предварительные знания о физике, включая основные понятия, такие как мощность, частота, длина волны и скорость света. Также полезно ознакомиться с формулами, используемыми для расчета этих параметров. Понимание физических законов и взаимосвязей поможет вам решать подобные задачи более легко.

Задача на проверку:
Какова средняя длина волны излучения для лампы мощностью 75 Вт и с созданием 2 x 10^19 фотонов в секунду, при условии, что скорость света в вакууме составляет 2.998 x 10^8 м/с?