Допоможіть!!! Зробіть дано і розв’язок!.
Визначити ККД рентгенівської труби, що випромінює за секунду 5•10^13 фотонів з частотою 3•10^18Гц, якщо вона працює під напругою 50 кВ і споживає струм 1мА.
Ответы
Для определения КПД (коефіцієнта корисної дії) рентгенівської труби, вам знадобиться знати потужність випромінювання (Pвип) та електричну потужність (Pел) труби.
1. Потужність випромінювання (Pвип) може бути визначена за формулою:
Pвип = E * n,
де E - енергія одного фотона (в Дж), n - кількість фотонів, випромінюваних за секунду.
Для рентгенівського випромінювання енергія фотона (E) визначається за формулою:
E = h * f,
де h - постійна Планка (6.626 * 10^-34 Дж·с), f - частота випромінювання (в Гц).
Підставимо значення:
E = (6.626 * 10^-34 Дж·с) * (3 * 10^18 Гц) = 1.9878 * 10^-15 Дж.
Тепер обчислимо потужність випромінювання:
Pвип = (1.9878 * 10^-15 Дж) * (5 * 10^13 фотонів/с) = 9.939 * 10^-2 Дж/с.
2. Електрична потужність (Pел) може бути визначена за формулою:
Pел = U * I,
де U - напруга (в В), I - струм (в А).
Підставимо значення:
Pел = (50 кВ) * (1 мА) = 50 В * 0.001 А = 0.05 Вт.
3. КПД (η) визначається як відношення потужності випромінювання до електричної потужності:
η = Pвип / Pел.
Підставимо значення:
η = (9.939 * 10^-2 Дж/с) / (0.05 Вт) = 1.988 * 10^-2.
Отже, КПД рентгенівської труби становить 1.988 * 10^-2, або приблизно 0.01988 (або 1.988%) відсотка.