Question

Рентгеновская трубка находящаяся под напряжением 4 кв, при силе тока 1.5 мА излучает 3 * 10^13 фотонов в секунду. Определите КПД трубки, если в среднем длина волны, излучаемая трубкой, составляет 1,0 нм

Answer 1

Дано:
Напряжение (U) = 4 кВ = 4 * 10^3 В
Сила тока (I) = 1.5 мА = 1.5 * 10^-3 А
Частота излучения (ν) = 3 * 10^13 Гц
Длина волны (λ) = 1.0 нм = 1.0 * 10^-9 м

Найти:
КПД трубки

Решение:
КПД (η) можно определить по формуле:

η = (количество фотонов * энергия фотона) / (потребляемая электрическая мощность)

Сначала найдем энергию фотона, используя формулу энергии фотона:

E = h * ν

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, ν - частота излучения.

Постоянная Планка (h) ≈ 6.62607015 * 10^-34 Дж∙с

Теперь подставим значения и найдем энергию фотона:

E = 6.62607015 * 10^-34 * 3 * 10^13 = 1.987821045 * 10^-19 Дж

Теперь найдем потребляемую электрическую мощность:

P = U * I

P = (4 * 10^3) * (1.5 * 10^-3) = 6 Вт

Теперь подставим все найденные значения в формулу для КПД:

η = (3 * 10^13 * 1.987821045 * 10^-19) / 6 ≈ 0.994

Ответ:
КПД трубки составляет около 0.994.