Сколько фотонов видимого света генерирует электрическая лампочка с мощностью 100 вт в течение 1 секунды, если средняя

Тема: Кванты света и световая эффективность

Разъяснение:
Для начала, давайте разберемся с основными понятиями. Свет излучается в форме квантов, которые называются фотонами.

Мощность лампочки измеряется в ваттах (вт) и указывает на количество энергии, которую лампочка потребляет за единицу времени.

Световая эффективность лампы – это отношение энергии, выделяемой в виде света, к общей потребляемой энергии.

Для решения данной задачи сначала необходимо найти энергию, выделяемую лампочкой за 1 секунду.

Мощность лампочки можно выразить через энергию, используя следующую формулу:
Мощность = Энергия / Время.
Таким образом, энергия = Мощность * Время.

Далее, находим энергию света, выделяемую лампочкой. Для этого используем световую эффективность.
Энергия света = Энергия * Световая эффективность.

Теперь мы можем найти количество фотонов, сгенерированных этой энергией света. Для этого используем следующую формулу:
Количество фотонов = Энергия света / Энергия одного фотона.

Пример использования:
Мощность лампочки = 100 вт.
Время = 1 секунда.
Световая эффективность = 3,3% = 0,033.
Длина волны = 600 нм.

Решение:
Найдем энергию:
Энергия = 100 вт * 1 сек = 100 Дж.

Найдем энергию света:
Энергия света = 100 Дж * 0,033 = 3,3 Дж.

Найдем энергию одного фотона (используем формулу Планка):
Энергия одного фотона = h * c / λ,
где h – постоянная Планка, c – скорость света, λ – длина волны света.
h ≈ 6,626 * 10^(-34) Дж·с
c ≈ 3 * 10^8 м/c.

Подставим значения:
Энергия одного фотона = (6,626 * 10^(-34) Дж·с * 3 * 10^8 м/с) / (600 * 10^(-9) м) ≈ 3,313 * 10^(-19) Дж.

Найдем количество фотонов:
Количество фотонов = 3,3 Дж/3,313 * 10^(-19) Дж ≈ 9,951 * 10^18 фотонов.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется ознакомиться с работами Макса Планка и теорией фотона, а также изучить характеристики различных типов источников света.

Задание для закрепления:
Сколько фотонов видимого света с длиной волны 550 нм генерирует лампа мощностью 60 вт за 2 секунды, если световая эффективность лампы составляет 4,2%?