Задание 16 ЕГЭ по физике · задача 4C0353
Точечный источник монохроматического света испускает 3∙10 17 фотонов за 1 с. Длина волны испускаемого света равна 594 нм. КПД источника составляет 0,1%. Вычислите мощность, потребляемую источником.
Показать ответ и разбор
Ответ: 100 Вт
Разбор
Энергия одного фотона $E = \dfrac{hc}{\lambda}$ при $\lambda = 594$ нм $= 5{,}94\cdot10^{-7}$ м, $h = 6{,}6\cdot10^{-34}$ Дж·с, $c = 3\cdot10^{8}$ м/с:
$E = \dfrac{6{,}6\cdot10^{-34}\cdot 3\cdot10^{8}}{5{,}94\cdot10^{-7}} \approx 3{,}33\cdot10^{-19}$ Дж.
За секунду источник излучает $N = 3\cdot10^{17}$ фотонов, поэтому мощность излучения $P_{\text{изл}} = NE = 3\cdot10^{17}\cdot 3{,}33\cdot10^{-19} \approx 0{,}1$ Вт.
КПД $\eta = 0{,}1\% = 0{,}001$, поэтому потребляемая мощность $P_{\text{потр}} = \dfrac{P_{\text{изл}}}{\eta} = \dfrac{0{,}1}{0{,}001} = 100$ Вт.
$E = \dfrac{6{,}6\cdot10^{-34}\cdot 3\cdot10^{8}}{5{,}94\cdot10^{-7}} \approx 3{,}33\cdot10^{-19}$ Дж.
За секунду источник излучает $N = 3\cdot10^{17}$ фотонов, поэтому мощность излучения $P_{\text{изл}} = NE = 3\cdot10^{17}\cdot 3{,}33\cdot10^{-19} \approx 0{,}1$ Вт.
КПД $\eta = 0{,}1\% = 0{,}001$, поэтому потребляемая мощность $P_{\text{потр}} = \dfrac{P_{\text{изл}}}{\eta} = \dfrac{0{,}1}{0{,}001} = 100$ Вт.