Berechnung Strahlungsleistung?
Hallo!
E = h x f gibt ja die Energie an, die ein Photon pro Sekunde überträgt, falls ich es richtig auffasse.
Wie erreichnet man nun wie viel Energie die Photonen von einer 60w Birne an die Umgebung abstrahlen?
Gibt es hier eine Einheit wie Strahlungsleistung?
Lg
4 Antworten
Es ist nicht die Energie, die ein Photon PRO SEKUNDE überträgt. Es ist die Energie des Photons. Pro Sekunde wäre Energie pro Zeit und das nennt man Leistung.
Bedenke, dass h(quer), das Planck'sche Wirkungsquantum, eine sehr kleine Zahl ist (ca. 6,6 x 10 hoch minus 34 Joulesekunden)
Zweitens - und hier geht es um Leistung, weil die Wattzahl der Birne angegeben ist - musst du die Leistung mit irgendeiner Zeit multiplizieren, damit du von der Wattzahl wegkommst.
Ist so als ob du fragst, wie weit fährt ein Auto mit einer Geschwindigkeit von 100 km/Stunde und nicht weißt, wie lange es unterwegs ist.
Da du die Anzahl der abgegebenen Photonen und die Verteilung auf die verschiedenen Frequenzen nicht kennst, nimm die Wattzahl und multipliziere mit einer Zeit möglichst in Sekunden.
E = hf ist die Energie eines Photons. Aber nicht pro Sekunde - die Zeit hat damit nichts zu tun. Wenn eine Lampe die Leistung 60W hat, dann bedeutet das, dass sie 60 Joule pro Sekunde abstrahlt (vorausgesetzt, die gesamte Energie entspricht der Strahlungsenergie). 1 Watt (W) ist gleich 1 Joule (J) pro Sekunde (s) bzw. 1 Joule ist eine Wattsekunde (Ws).
Die Energie eines Photons beträgt E = hf, hängt also nur von der Frequenz bzw. Wellenlänge ab. Wenn es sich um eine Lampe handelt, die weißes Licht abstrahlt, kommen natürlich alle möglichen Frequenzen vor. Nimmt man eine mittlere Wellenlänge von ca. λ = 600 nm an (die Frequenz beträgt c / λ), dann kann man die Anzahl der pro Sekunde ausgesandten Photonen berechnen, indem man die Gesamtenergie von 60 J durch die Energie eines Photons hf teilt.
Interessant! Und ist 60W auf der Glühbirne nun eine Leistung inkl. Wärme?
>Wie errechnet man nun, wie viel Energie die Photonen von einer 60w Birne an die Umgebung abstrahlen?
Das kommt auf den Widerstand an. Ein Teil geht in elektrische Arbeit, der andere in Wärme, bzw. Strahlung, was über den gesamten Frequenzbereich betrachtet dasselbe ist.
Es gilt Strahlungsleistung S ist die Differenz zwischen 60W (Energieaufnahme) und elektrischer Leistung P (P = I² * R = U² / R)
Wie groß soll denn dein Widerstand sein und wie groß die Spannung oder der Strom?
Du brauchst die Angabe des Widerstands. ODER um den zu berechnen, den Strom, das ginge auch.
Ich hab 5% in Erinnerung, aber schau im Zweifelsfall bei Wirkungsgrad nach.
Dank Albert Einstein ist es möglich die Energie von Photonen gut zu berechnen:
E = m * c^2
Die Lichtgeschwindigkeit, ist hierbei die Geschwindigkeit des Lichts (Ja wirklich)
Die Masse deines Photons lässt sich wie folgt berechnen:
Masse = Planksches Wirkungsquantum / Lichtgeschwindigkeit * Wellenlänge des Lichts.
Die Berechnung der Energie eines Photons verdanken wir Max Planck - nicht Albert Einstein.
230V, also 60W = 230V * xA.
Wie viel von der 60W ist eigentlich Lichtenergie?