Электрическая лампа мощностью 100 Вт испускает ежесекундно 1 · 10¹⁹ фотонов. Средняя длина волны излучения 600 нм. Определите коэффициент полезного действия лампы.

199FBE

Решение: КПД электрической лампы

ЕГЭ · Физика · Квантовая и ядерная физика

ПовышеннаяФИПИКороткий ответ≈ 3 минутыРазбор в 4 шагаОтвет сверен с ключом

Условие

Электрическая лампа мощностью $100\ \text{Вт}$ испускает ежесекундно $1 \cdot 10^{19}$ фотонов. Средняя длина волны излучения $600\ \text{нм}$. Определите коэффициент полезного действия лампы.

Открыть задачу и решить самому

Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.

К подсказкам

Решение по шагам

4 шага

Энергия одного фотона определяется формулой:

$$E_\text{ф} = \dfrac{hc}{\lambda}$$

Полезная мощность равна энергии излучения, испускаемой за одну секунду:

$$P_\text{пол} = \dfrac{N hc}{\lambda}$$

Коэффициент полезного действия лампы:

$$\eta = \dfrac{P_\text{пол}}{P} \cdot 100\% = \dfrac{Nhc}{\lambda P} \cdot 100\%$$

Переведём длину волны в СИ и подставим значения:

$$\eta = \dfrac{10^{19} \cdot 6{,}63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{600 \cdot 10^{-9} \cdot 100} \cdot 100\% \approx 3{,}3\%$$

Ответ

3,3%

так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Не переводят длину волны из нанометров в метры.

Путают мощность лампы с полезной мощностью излучения.

Не умножают отношение мощностей на $100\%$ при выражении КПД в процентах.

Закрепить приёмВ теме «Квантовая и ядерная физика» ещё 281 задача — с ответом и таким же разбором.

Тренироваться

ПредыдущаяКрасная граница фотоэффектаСледующаяОтношение энергии фотоэлектронов

Решение по шагам

Где здесь ошибаются

Как решать задачи по теме «Квантовая и ядерная физика»