Question

一个手电筒灯泡在3V电压下，通过0.25A的电流，灯泡所发生的光经聚光后形成一个面积为10cm²的平行光束．如果灯泡消耗的能量有1%转化为波长为0.6μm的可见光，问：沿光的传播方向上1m长的光束内有多少个可见光光子？

Answer 1

分析：要求灯泡每秒发出的光子数，根据n=

W

E

可知就要求出灯泡在1s内发出的能量W=UIt和每个光子的能量E=hγ，而光子的频率γ=

C

λ

．由t=

X

C

求出光传播1m长的时间，即可求出光子数．

解答：解：手电筒1s内消耗的能量为  W=UIt=3×0.25×1J=0.75J
设每秒转化为可见光的光子数为n，则  nh

c

λ

=1%W
代入数据得到n=2.26×10¹⁶个
设光传播1m所用的时间为 t，则t=

x

c

=

1

3

×10-8s
故1m长的光束内的光子数为n′=nt=7.54×10⁷个
答：沿光的传播方向上1m长的光束内有7.54×10⁷个可见光光子．

点评：本题是一道难度不大，但综合性、代表性较强的题目，关键要掌握W=UIt、光子的能量E=hγ，光子的频率γ=

C

λ

、t=

X

C

等等公式．