Номер 71.18, страница 246 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 71. Строение атома. Основы квантовой теории. Глава 10. Квантовые явления - номер 71.18, страница 246.

71.18 [1644] Объясните превращения энергии при излучении света лампой накаливания.

Решение

Превращения энергии в лампе накаливания происходят в несколько этапов. Лампа накаливания — это тепловой источник света, в котором видимое излучение (свет) получается в результате нагрева тела (нити накала) до высокой температуры.

1. Электрическая энергия → Внутренняя (тепловая) энергия.
Когда лампа подключается к электрической сети, через её спираль (нить накала), изготовленную из тугоплавкого материала (обычно вольфрама) с высоким сопротивлением, начинает течь электрический ток. Согласно закону Джоуля-Ленца, при прохождении тока через проводник выделяется теплота. Таким образом, электрическая энергия, потребляемая лампой из сети, преобразуется во внутреннюю энергию нити накала, что приводит к её сильному разогреву до температуры около 2700 К.

2. Внутренняя (тепловая) энергия → Энергия электромагнитного излучения.
Сильно нагретая нить накала становится источником теплового электромагнитного излучения. Атомы в нити, обладая большой кинетической энергией, излучают электромагнитные волны в широком спектре. Таким образом, накопленная внутренняя (тепловая) энергия преобразуется в энергию излучения.

Это излучение состоит из:

• Световой энергии: небольшая часть (около 5-10%) энергии излучения приходится на видимый диапазон спектра, который человеческий глаз воспринимает как свет.
• Тепловой энергии: основная часть (около 90-95%) энергии излучается в невидимом инфракрасном диапазоне, который мы воспринимаем как тепло.

Следовательно, итоговая цепочка превращения энергии выглядит так: электрическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию нити, а затем внутренняя энергия преобразуется в энергию электромагнитного излучения, которое состоит из света и тепла.

Ответ: При излучении света лампой накаливания электрическая энергия, поступающая в лампу, преобразуется во внутреннюю (тепловую) энергию нити накала. Затем эта внутренняя энергия преобразуется в энергию электромагнитного излучения, которое включает в себя световую энергию (видимый свет) и тепловую энергию (инфракрасное излучение).