скільки фотонів на секунду випромінює нитка електричної лампи з використана потужністю 1 Вт, якщо середня довжина хвилі

Тема урока: Объем Излучения Электрической Лампы

Инструкция: Фотоны - это элементарные частицы электромагнитного излучения, такие как свет. Чтобы определить количество фотонов, излучаемых лампой в секунду, мы должны использовать формулу, которая связывает энергию излучения и длину волны.

Для этого нам нужно применить формулу Планка-Эйнштейна:

E = hc/λ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^(-34) Дж·с), c - скорость света (3 × 10^8 м/с), λ - длина волны.

Мы знаем, что мощность лампы (P) равна энергии, излучаемой в единицу времени. Так что мы можем записать следующее:

P = E/t,

где P - мощность лампы (1 Вт), t - время (1 с).

Теперь можно выразить энергию (E) через мощность (P) и время (t):

E = Pt.

Подставляем это в формулу Планка-Эйнштейна:

Pt = hc/λ.

Теперь можем выразить количество фотонов (N) через энергию (E):

N = E/h.

Подставим значение для E:

N = Pt/h = (1 Вт * 1 с) / (6.62607015 × 10^(-34) Дж·с).

Разделим и получим ответ:

N = 1.510 × 10^(33) фотонов/с.

Дополнительный материал: Сколько фотонов на секунду випромінює нитка електричної лампи с потужністю 2 Вт, якщо середня довжина хвилі випромінювання 500 нм?

Совет: Для понимания этой темы полезно знать основные формулы в теории света и разобраться в понятиях энергии, мощности и длины волны.

Дополнительное упражнение: Сколько фотонов на секунду излучает нить электрической лампы мощностью 5 Вт при длине волны излучения 700 нм?

Содержание вопроса: Фотоны и электрическая лампа

Разъяснение: Фотон – это квант электромагнитного излучения, который состоит из энергии, переносимой электромагнитной волной. Чтобы определить количество фотонов, которое излучается нитью электрической лампы в секунду, необходимо знать потужность лампы и длину волны излучаемого света.

Потужность лампы измеряется в ваттах (Вт). В данной задаче у нас есть информация, что потужность равна 1 Вт.

Для определения числа фотонов нас также интересует средняя длина волны излучаемого света, которая равна 1 мкм (микрометру, или 1 * 10^-6 метра).

Чтобы найти число фотонов, мы можем использовать формулу:
Число фотонов = (Потужность / Энергия фотона) * частота

Энергия фотона можно выразить через длину волны при помощи формулы:
Энергия фотона = Постоянная Планка * Скорость света / Длина волны

Чтобы получить конечный ответ, можно использовать формулу:
Число фотонов = (Потужность * частота) / (Постоянная Планка * Скорость света / Длина волны)

Демонстрация: Найдем число фотонов, которые випромінює нитка електричної лампи с потужністю 1 Вт, если средняя длина волны излучаемого света равна 1 мкм.

Решение:
Потужність (P) = 1 Вт
Довжина хвилі (λ) = 1 мкм = 1 * 10^-6 метра

Постоянна Планка (h) = 6.626 * 10^-34 Дж*с
Скорость света (c) = 3 * 10^8 м/с

Частота (f) можно найти, используя формулу связи длины волны и частоты:
f = c / λ

Число фотонов (N) можно найти, используя формулу:
N = (P * f) / (h * c / λ)

Подставим значения и рассчитаем число фотонов:
N = (1 Вт * (3 * 10^8 м/с) / (6.626 * 10^-34 Дж*с * 3 * 10^8 м/с) * (1 * 10^-6 метра)
N = 0.454 * 10^14 фотонів/с

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, полезно ознакомиться с понятиями потужности, длины волны, энергии фотона и связи между ними. Изучите формулы и основные единицы измерения, используемые в этой области физики.

Проверочное упражнение: Как изменится количество фотонов, которые излучает нить электрической лампы, если ее потужность удвоится, а длина волны останется неизменной?