Jumlah Foton yang Dipancarkan oleh Lampu Pijar 300 Watt
Lampu pijar adalah salah satu jenis lampu yang paling umum digunakan di rumah-rumah dan bangunan komersial. Namun, tahukah Anda berapa jumlah foton yang dipancarkan oleh lampu pijar 300 watt setiap detiknya? Pertanyaan ini menarik untuk diteliti karena dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana lampu pijar menghasilkan cahaya. Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu memahami bahwa lampu pijar menghasilkan cahaya dengan memanaskan filamen yang terbuat dari tungsten. Ketika filamen dipanaskan, energi termal diubah menjadi energi cahaya. Namun, tidak semua energi yang digunakan oleh lampu pijar diubah menjadi cahaya. Sebagian energi tersebut hilang dalam bentuk panas. Dalam soal ini, diketahui bahwa 10% energi lampu pijar dipancarkan sebagai sinar. Dengan kata lain, hanya 10% energi yang diubah menjadi cahaya, sedangkan 90% energi hilang dalam bentuk panas. Kita juga diberikan informasi bahwa panjang gelombang sinar yang terlihat adalah 6.400 Amstrong. Untuk mencari jumlah foton yang dipancarkan oleh lampu pijar 300 watt setiap detiknya, kita dapat menggunakan rumus: \[Jumlah\ foton = \frac{Energi\ cahaya}{Energi\ foton}\] Energi cahaya dapat dihitung dengan mengalikan energi total yang digunakan oleh lampu pijar dengan persentase energi yang dipancarkan sebagai sinar: \[Energi\ cahaya = Energi\ total \times Persentase\ energi\ cahaya\] Energi total dapat dihitung dengan mengalikan daya lampu pijar dengan waktu: \[Energi\ total = Daya \times Waktu\] Dalam kasus ini, daya lampu pijar adalah 300 watt dan waktu adalah 1 detik. Sehingga: \[Energi\ total = 300\ watt \times 1\ detik\] Selanjutnya, kita perlu menghitung energi foton. Energi foton dapat dihitung menggunakan rumus: \[Energi\ foton = \frac{hc}{\lambda}\] Di mana h adalah konstanta Planck (6,626 x 10^-34 J.s), c adalah kecepatan cahaya (3 x 10^8 m/s), dan λ adalah panjang gelombang sinar yang terlihat. Setelah kita memiliki nilai energi cahaya dan energi foton, kita dapat menghitung jumlah foton dengan membagi energi cahaya dengan energi foton: \[Jumlah\ foton = \frac{Energi\ cahaya}{Energi\ foton}\] Dengan menggunakan rumus-rumus di atas, kita dapat menghitung jumlah foton yang dipancarkan oleh lampu pijar 300 watt setiap detiknya. Hasil perhitungan akan memberikan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana lampu pijar menghasilkan cahaya dan berapa banyak energi yang digunakan dalam proses tersebut. Dalam soal ini, jawaban yang benar adalah (b) $9,65\times 10^{19}$.