Человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому цвету (λ=550 нм). он реагирует на него при мощности светового потока 2∗10 в минус 17 вт. сколько фотонов за 1 с попадает при этом на сетчатку глаза?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи необходимо определить энергию одного фотона и сопоставить её с общей энергией светового потока за указанный промежуток времени. ️ Шаг 1: Определение энергии одного фотона Энергия одного фотона Ephcap E sub p h end-sub вычисляется по формуле Планка через длину волны λlambda: Eph=hcλcap E sub p h end-sub equals the fraction with numerator h c and denominator lambda end-fraction где h=6.62610-34h equals 6.626 center dot 10 to the negative 34 power Дж·с — постоянная Планка, c=3108c equals 3 center dot 10 to the eighth power м/с — скорость света в вакууме. Переведем длину волны в метры: λ=550lambda equals 550 нм =55010-9equals 550 center dot 10 to the negative 9 power м. Eph=6.62610-34310855010-93.61410-19 Джcap E sub p h end-sub equals the fraction with numerator 6.626 center dot 10 to the negative 34 power center dot 3 center dot 10 to the eighth power and denominator 550 center dot 10 to the negative 9 power end-fraction is approximately equal to 3.614 center dot 10 to the negative 19 power Дж ️ Шаг 2: Расчет общего количества фотонов Мощность светового потока Pcap P — это энергия, переносимая светом за единицу времени tt. Общая энергия Etotalcap E sub t o t a l end-sub, попавшая на сетчатку за время t=1t equals 1 с, равна: Etotal=Ptcap E sub t o t a l end-sub equals cap P center dot tКоличество фотонов Ncap N находится как отношение общей энергии к энергии одного фотона: N=EtotalEph=Ptλhccap N equals the fraction with numerator cap E sub t o t a l end-sub and denominator cap E sub p h end-sub end-fraction equals the fraction with numerator cap P center dot t center dot lambda and denominator h c end-fraction Подставим числовые значения ( P=210-17cap P equals 2 center dot 10 to the negative 17 power Вт, t=1t equals 1 с): N=210-1713.61410-1955.34cap N equals the fraction with numerator 2 center dot 10 to the negative 17 power center dot 1 and denominator 3.614 center dot 10 to the negative 19 power end-fraction is approximately equal to 55.34 Ответ: За 1 секунду на сетчатку глаза попадает примерно 55 фотонов. Нужно ли рассчитать энергию светового потока для другого диапазона чувствительности глаза?

Форма ответа

Ваш аватар