НОФ 2012, II кръг (областен), 10–12 клас — Задача 3. Волфрамова нишка на електрическа лампа
Областен кръг на олимпиадата по физика 2012 — тема за възрастова група X–XII клас · 24 февруари 2012 г. · 10 т.
Условие
Волфрамова нишка на електрическа лампа с диаметър и дължина е нагрята до температура . Нишката излъчва като абсолютно черно тяло.
Полезни константи:
Константа на Стефан-Болцман:
Константа на Вин:
а) На колко е равна електрическата мощност на лампата в режим на работа? [3 т.]
б) При каква дължина на вълната излъчването на жичката има максимален интензитет? [2 т.]
в) На колко е равна дължината и температурата на волфрамова нишка със същия диаметър на електрическа лампа с електрическа мощност ? [5 т.]
Отговори
а)
б)
в)
Два отговора в една подточка: дължина 7 cm (± 0,5 cm) и температура 3300 K (± 100 K).
Решение
а) Мощността на лампата е енергията, която тя излъчва за единица време. Мощността може да бъде определена по закона на Стефан-Болцман
Ще разглеждаме волфрамовата жичка като цилиндър с околна повърхнина . Тогава намираме
б) От закона на Вин определяме дължината на вълната , при която излъчването на жичката има максимален интензитет
в) Електрическата мощност при работно напрежение е
Откъдето намираме
Оригинал в Архива: NOF2_2012_10-12problems.pdf · официални решения: NOF2_2012_10-12solutions.pdf