Дано:
- Мощность лампочки (P) = 30 Вт
- Доля света от потребляемой энергии = 4% = 0,04
- Длина волны света (λ) = 0,55 мкм = 0,55 × 10^-6 м
Найти: количество фотонов (N), излучаемых лампочкой за 1 секунду.
Сначала найдем мощность света (P_свет):
P_свет = P * 0,04
Подставим значение мощности:
P_свет = 30 * 0,04 = 1,2 Вт
Теперь найдем энергию одного фотона (E_фотон) с помощью формулы:
E_фотон = h * ν
где h - постоянная Планка, примерно равна 6,63 × 10^-34 Дж·с, а ν можно выразить через длину волны:
ν = c / λ
где c - скорость света, примерно равна 3 × 10^8 м/с.
Первым делом найдем частоту:
ν = (3 × 10^8) / (0,55 × 10^-6)
Выполним деление:
ν ≈ 5,45 × 10^14 Гц
Теперь найдем энергию одного фотона:
E_фотон = (6,63 × 10^-34) * (5,45 × 10^14)
Выполним умножение:
E_фотон ≈ 3,61 × 10^-19 Дж
Теперь можем найти количество фотонов (N), которое излучает лампочка за 1 секунду. Для этого используем формулу:
N = P_свет / E_фотон
Подставим значения:
N = (1,2) / (3,61 × 10^-19)
Выполним деление:
N ≈ 3,32 × 10^18
Ответ:
Электрическая лампочка с мощностью 30 Вт излучает примерно 3,32 × 10^18 фотонов в видимой части спектра за 1 секунду.