Вопрос школьника
Какое количество фотонов ζ с длиной волны λ = 4500 А излучает монохроматический источник света за время τ = 1 мин, если ежесекундно из него выделяется ε = 4,5⋅10 − 8 Дж световой энергии?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать формулу, связывающую энергию световых квантов с их количеством:
E = h * f
где E — энергия светового кванта, h — постоянная Планка, f — частота световой волны.
Для монохроматического света с длиной волны λ и скоростью света c, частота световой волны определяется формулой:
f = c / λ
Таким образом, энергия светового кванта может быть выражена через длину волны:
E = h * c / λ
Для нахождения количества световых квантов необходимо разделить общую энергию света на энергию одного кванта:
N = ε / E
где N — количество световых квантов, ε — энергия света за время τ.
Подставляя значения в формулы, получаем:
f = c / λ = 3 * 10^8 м/с / 4500 * 10^-10 м = 6.67 * 10^14 Гц
E = h * c / λ = 6.63 * 10^-34 Дж * 3 * 10^8 м/с / 4500 * 10^-10 м = 4.42 * 10^-19 Дж
N = ε / E = 4.5 * 10^-8 Дж / 4.42 * 10^-19 Дж = 1.02 * 10^11
Таким образом, монохроматический источник света с длиной волны 4500 А излучает за время 1 минута 1.02 * 10^11 световых квантов.
