Fysik B MVG uppgift

En liten glödlampa strålar likformigt åt alla håll. Den avger effekten 20 mW i form av synligt ljus. på 5,0 m avstånd från lampan står en fotocell, vars katod träffas av ljuset.

a) Hur stor effekt motsvarar en atom på katoden om dess radie är 0.10 nm?



Jag har försökt att börja på denna uppgift genom att använda Stefan-Boltzmanns lag men får då ett orimligt högt värde på T (temperaturen). Nu börjar jag tänka att man inte kan använda det sambandet i och med att det förmodligen inte är en svartkropp?

Den utstrålade effekten avtar med kvadraten på avståndet från källan. Radien på det mottagande föremålet kan ge dig den bestrålade arean. Kan detta vara en ledtråd för dig ?

Du har en punkt som avger 20 mW (20*10^-3 W) och tänker oss sen en sfär med radien 5 meter där dessa 20 mW kommer fördelas.

Arean av sfären är 4*pi*5^2=100*pi. Det betyder att vi per m^2 har 20/(100*pi)*10^-3 W/m^2 på det avståndet.

Räkna ut för vilken area som atomen har som är vänd mot glödlampan (r^2*pi) och multiplicera det sedan med W/m^2 för att få vilken effekt som ges.

Tack för svaret! Jag undrar dock varför det är arean r^2*pi av atomen som är vänd mot glödlampan. Det borde väl snarare vara halva arean av svären, dvs 2*pi*r^2?

Mycket bra frågeställning från dig, men så är inte fallet. Det är så att du fortfarande har en viss W/m^2. Om du räknar att effekten som kommer emot atomen så kommer du har räknat på en för stor area. Tänk dig att du "plattar" ut den där halva sfären som du påstår att man ska räkna på. Då fångar du upp en större area än vad solstrålar som träffar atomen egentligen.

Hoppas du blev klokare på mitt svar...

Inte riktigt haha När jag visualiserar mig atomen framför glödlampan känns det självklart att det ska vara arean av halva sfären..

.

Tänk dig att du hade ett papper som var 10cmx10cm. Om du hade det plant riktigt mot lampan skulle du fånga upp 1 dm², men om du vred pappret 45 grader eller 90 grader så skulle du bara fånga upp 50 % resp 0 % av1 dm².

Räkna arean av "skuggan" som skapas.