Количество фотонов видимого света, излучаемого электрической лампочкой мощностью 100 вт в течение 1 секунды, можно

Суть вопроса: Расчет количества фотонов света, излучаемых электрической лампочкой

Инструкция: Для расчета количества фотонов света, излучаемых электрической лампочкой, мы будем использовать следующие данные: мощность лампы (P = 100 Вт), средняя длина волны света (λ = 600 нм) и световая отдача лампы (η = 3,3%).

Шаг 1: Найдем энергию, излучаемую лампой в течение 1 секунды. Энергия (E) равна произведению мощности (P) на время (t):

E = P * t = 100 Вт * 1 с = 100 Дж

Шаг 2: Используем формулу для энергии фотона:

E = h * c / λ

где h - постоянная Планка (6,62607004 × 10^(-34) Дж·с), c - скорость света в вакууме (299 792 458 м/с), λ - длина волны света.

Шаг 3: Расчитаем количество фотонов (N) путем деления общей энергии (E) на энергию одного фотона:

N = E / (h * c / λ) = E * λ / (h * c) = (100 Дж * 600 нм) / (6,62607004 × 10^(-34) Дж·с * 299 792 458 м/с)

Например: Рассчитайте количество фотонов видимого света, излучаемых электрической лампочкой мощностью 100 вт в течение 1 секунды при световой отдаче 3,3%.

Совет: При выполнении данного расчета помните, что 1 нм (нанометр) равняется 10^(-9) метра. Будьте внимательны с сокращением единиц измерения и повторно проверьте все расчеты, чтобы избежать ошибок.

Дополнительное упражнение: Как изменится количество фотонов, если мощность лампочки увеличится до 150 Вт при тех же условиях?

Тема урока: Расчет количества фотонов света излучаемого лампой

Объяснение: Для расчета количества фотонов видимого света, излучаемого электрической лампочкой, мы можем использовать формулу, которая учитывает мощность лампы и световую отдачу.

Формула для расчета количества фотонов света:

*N = (P*t)/(E*h)*

Где:
N - количество фотонов света
P - мощность лампочки в ваттах (100 Вт в данном случае)
t - время в секундах (1 секунда в данном случае)
E - энергия фотона света, которая вычисляется с использованием соотношения между длиной волны и постоянной Планка:

*E = hc/λ*

где:
h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^(-34) Дж·с)
c - скорость света (299,792,458 м/с)
λ - средняя длина волны излучения в метрах (600 нм = 600 × 10^(-9) м в данном случае)

Например:
Давайте рассчитаем количество фотонов света, излучаемое лампочкой мощностью 100 Вт в течение 1 секунды.

Подставляем значения в формулу:

*N = (100 * 1) / ( (6,62607015 × 10^(-34)) * (299,792,458) / (600 × 10^(-9)) )*

Вычисляем:

*N ≈ 1,67702593 × 10^(19)*

Таким образом, количество фотонов света, излучаемое лампочкой мощностью 100 Вт в течение 1 секунды, составляет примерно 1,677 × 10^(19) фотонов.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с концепциями мощности, энергии фотона света, постоянной Планка и скорости света.

Закрепляющее упражнение:
Какое количество фотонов света будет излучаться лампочкой мощностью 60 Вт в течение 2 секунды, если средняя длина волны излучения составляет 450 нм, а световая отдача лампы равна 4,2%?