Question

17．若一功率為60W的燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，真空中的光速c=3.0×10⁸m/s，普朗克常量h=6.63×10^-34J•s．假定所發(fā)出的可見光的波長都是600nm，認(rèn)為空氣中的光速等于真空中的光速，計(jì)算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)燈泡的功率和轉(zhuǎn)化為可見光的效率，算出每秒燈泡釋放出的可見光能量除以每個(gè)可見光光子能量即可得出結(jié)果．

解答 解：波長為λ光子能量為：${E}_{y}=\frac{hc}{λ}$       ①
設(shè)燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，燈泡電功率為P，則：$n=\frac{ηP}{{E}_{y}}$     ②
式中，η=5%是燈泡的發(fā)光效率．聯(lián)立①②式得：$n=\frac{ηPλ}{hc}$     ③
代入題給數(shù)據(jù)得：n=$\frac{0.05×60×600×1{0}^{-9}}{6.63×1{0}^{-34}×3.0×1{0}^{8}}=9.05$×10¹⁸個(gè)
答：燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為9.05×10¹⁸個(gè)．

點(diǎn)評 該題已知光子的波長和燈泡發(fā)光的功率，求光子的個(gè)數(shù)，解答的關(guān)鍵是光子的能量的公式：E=hγ=$\frac{hc}{λ}$