ID: 00026158
Электрическая лампа мощностью 100 Вт испускает ежесекундно 1•10 19 фотонов. Средняя длина волны излучения 600 нм. Определите коэффициент полезного действия лампы. Ответ дайте в %.
Источник: ФИПИ
КПД лампы показывает, какая доля потребляемой мощности превращается в свет. Полезная мощность — это энергия всех фотонов, испущенных за секунду.
Энергия одного фотона: E_1=\dfrac{hc}{\lambda}=\dfrac{6{,}63\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^{8}}{6\cdot10^{-7}}\approx 3{,}315\cdot10^{-19} Дж.
Полезная мощность излучения: P_{полезн}=NE_1=1\cdot10^{19}\cdot3{,}315\cdot10^{-19}\approx 3{,}315 Вт.
КПД: \eta=\dfrac{P_{полезн}}{P_{потребл}}=\dfrac{3{,}315}{100}\approx 0{,}0332=3{,}3\%.
Значит из каждых 100 Вт, потребляемых лампой, лишь около 3,3 Вт уходит в видимый свет — остальное теряется на нагрев.