Сколько фотонов видимого света генерирует электрическая лампа мощностью 100 ватт за 1 секунду, если средняя длина волны

Artemiy

21

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для расчета энергии фотона:

\[E = \frac{{hc}}{{\lambda}}\]

где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6,626 \times 10^{-34}\) Дж·с), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с), \(\lambda\) - длина волны света.

Для начала, найдем энергию одного фотона с помощью данной формулы. Подставим известные значения:

\[E = \frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}}}{{600 \times 10^{-9} \, \text{м}}} \approx 1,104 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]

Затем найдем количество энергии, которое генерирует лампа мощностью 100 ватт за 1 секунду. Для этого умножим мощность на время:

\[E_{\text{общ}} = 100 \, \text{ватт} \times 1 \, \text{с} = 100 \, \text{Дж}\]

И, наконец, найдем количество фотонов, разделив общую энергию на энергию одного фотона:

\[N = \frac{{E_{\text{общ}}}}{{E}} = \frac{{100 \, \text{Дж}}}{{1,104 \times 10^{-19} \, \text{Дж}}} \approx 9,057 \times 10^{20}\]

Таким образом, электрическая лампа мощностью 100 ватт, излучает примерно \(9,057 \times 10^{20}\) фотонов видимого света за 1 секунду.

Надеюсь, этот ответ понятен для школьника. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать!