Источник монохроматического излучения мощностью Р = 60 Вт за промежуток времени Δt = 1,0 мин испускает N = 8,0 · 1021 фотонов. Определите длину волны этого излучения.
от

1 Ответ

Дано:
- мощность источника R = 60 Вт
- время Δt = 1,0 мин = 60 с (переводим минуты в секунды)
- количество фотонов N = 8,0 · 10^21

Найти: длину волны λ этого излучения.

Решение:

1. Сначала найдем общую энергию E, испущенную источником за заданный промежуток времени:

E = R * Δt.

2. Подставляем значения:

E = 60 Вт * 60 с = 3600 Дж.

3. Теперь мы можем найти энергию одного фотона E_photon. Энергия одного фотона определяется как:

E_photon = E / N.

4. Подставляем значения:

E_photon = 3600 Дж / (8,0 · 10^21) = 4,5 · 10^(-18) Дж.

5. Теперь используем формулу для нахождения энергии фотона через длину волны:

E_photon = h * f,

где h - постоянная Планка (h ≈ 6,626 · 10^(-34) Дж·с), а f - частота света. Частота f связана с длиной волны λ через уравнение:

f = c / λ,

где c - скорость света в вакууме (c ≈ 3 · 10^8 м/с).

6. Из этого следует, что:

E_photon = h * (c / λ).

7. Подставим E_photon в это уравнение и выразим λ:

λ = h * c / E_photon.

8. Подставим известные значения:

λ = (6,626 · 10^(-34) Дж·с * 3 · 10^8 м/с) / (4,5 · 10^(-18) Дж).

9. Вычислим длину волны λ:

λ = (1,9878 · 10^(-25)) / (4,5 · 10^(-18)).

10. Упростим вычисления:

λ ≈ 4,42 · 10^(-8) м = 442 нм.

Ответ: длина волны излучения λ ≈ 442 нм.
от