Какова длина волны излучения, соответствующая средней энергии фотона, если электрическая лампочка работает при напряжении U=220В и потребляет ток I=0,27А, излучая в секунду n=1,0*10 фотонов, при этом на излучении лампочки затрачивается n=7,0% ее мощности?

Физика 9 класс Электромагнитное излучение и фотонная энергия длина волны энергия фотона электрическая лампочка напряжение ток мощность излучение фотоны физика 9 класс Новый

Для решения задачи нам нужно найти длину волны излучения, соответствующую средней энергии фотона. Для этого мы пройдем через несколько шагов.

Шаг 1: Найдем мощность лампочки.

Мощность (P) электрической лампочки можно рассчитать по формуле:

• P = U * I

Где:

• U = 220 В (напряжение)
• I = 0,27 А (ток)

Подставим значения:

• P = 220 В * 0,27 А = 59,4 Вт

Шаг 2: Найдем мощность, затрачиваемую на излучение.

Из условия задачи известно, что на излучение лампочка затрачивает 7,0% своей мощности. Поэтому мощность, затрачиваемая на излучение (P_emit), будет равна:

• P_emit = 0,07 * P = 0,07 * 59,4 Вт = 4,158 Вт

Шаг 3: Найдем энергию одного фотона.

Мы знаем, что лампочка излучает n = 1,0 * 10^20 фотонов в секунду. Энергия (E) излучения, которая соответствует этой мощности, может быть найдена по формуле:

• E = P_emit / n

Подставим значения:

• E = 4,158 Вт / (1,0 * 10^20) = 4,158 * 10^-20 Дж

Шаг 4: Найдем длину волны.

Теперь, зная энергию одного фотона, мы можем использовать соотношение между энергией фотона и длиной волны. Энергия фотона (E) связана с длиной волны (λ) следующим образом:

• E = h * c / λ

Где:

• h = 6,626 * 10^-34 Дж·с (постоянная Планка)
• c = 3 * 10^8 м/с (скорость света)

Перепишем формулу для нахождения длины волны:

• λ = h * c / E

Подставим известные значения:

• λ = (6,626 * 10^-34 Дж·с * 3 * 10^8 м/с) / (4,158 * 10^-20 Дж)

Теперь посчитаем:

• λ ≈ (1,9878 * 10^-25) / (4,158 * 10^-20) ≈ 4,79 * 10^-6 м

Шаг 5: Запишем ответ.

Таким образом, длина волны излучения, соответствующая средней энергии фотона, составляет примерно 4,79 микрометра (мкм).