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

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать формулу для расчета количества фотонов, выпускаемых лампой в течение определенного времени. Формула имеет вид:

\[ N = \frac{P \cdot t}{E_{photon}} \]

, где:
- \( P \) - мощность лампы в ваттах,
- \( t \) - время в секундах,
- \( E_{photon} \) - энергия одного фотона в джоулях.

Для начала необходимо выразить энергию одного фотона через длину волны излучения. Для этого воспользуемся формулой связи энергии фотона с его длиной волны:

\[ E_{photon} = \frac{hc}{\lambda} \]

, где:
- \( h \) - постоянная Планка (\( h = 6.626 \times 10^{-34} \) Дж·с),
- \( c \) - скорость света (\( c = 3 \times 10^{8} \) м/с),
- \( \lambda \) - длина волны в метрах.

В нашем случае нам дана длина волны в нанометрах (нм), поэтому необходимо перевести ее в метры:

\[ \lambda = 600 \times 10^{-9} \ \text{м} \]

Применим полученные значения к формуле для энергии фотона:

\[ E_{photon} = \frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{600 \times 10^{-9}} \]

Вычислим значение энергии одного фотона:

\[ E_{photon} \approx 3.31 \times 10^{-19} \ \text{Дж} \]

Теперь, имея все необходимые значения, можем приступить к расчету количества фотонов, выпускаемых лампой за 1 секунду:

\[ N = \frac{100 \times 1}{3.31 \times 10^{-19}} \]

Выполнив расчет, получаем следующий результат:

\[ N \approx 3.021 \times 10^{20} \ \text{фотонов} \]

Таким образом, электрическая лампочка с мощностью 100 Вт, средней длиной волны излучения 600 нм и световой эффективностью 3,3%, выпускает примерно 3.021 * 10^20 фотонов видимого света за 1 секунду.