Question

已知每秒鐘從太陽(yáng)射到地球上垂直于太陽(yáng)光的每平方米截面上輻射能量為1.4×10³ J，其中可見(jiàn)光部分約占45%，假如認(rèn)為可見(jiàn)光的波長(zhǎng)均為0.55 μm,太陽(yáng)向各個(gè)方向輻射是均勻的，日地間距R=1.5×10¹¹ m,普朗克常量h=6.6×10^-34 J·s.由此估算出太陽(yáng)每秒鐘輻射出的可見(jiàn)光的光子數(shù)目.(保留兩位有效數(shù)字）

 

Answer 1

【答案】

4.9×10⁴⁴個(gè)

【解析】設(shè)太陽(yáng)每秒鐘輻射的可見(jiàn)光光子數(shù)為N，每秒鐘每平方米面積上光子數(shù)為x，以日地間距為半徑、太陽(yáng)為球心作球面，該球表面積為4πR².

有x=                                          ①

c是光速，λ是可見(jiàn)光波長(zhǎng).

依據(jù)正比例關(guān)系有                               ②

將①式代入②得N=4.9×10⁴⁴個(gè)

思路分析：太陽(yáng)發(fā)出的是球面波，所以應(yīng)當(dāng)先算出照射到空間球表面上每平方米面積上的光的功率，再算出每秒照射的光能.光能是光子能量的總和，由光子說(shuō)可知每個(gè)光子的能量為hν，則可求出光子數(shù).

試題點(diǎn)評(píng)：考查球面波輻射的問(wèn)題，是微觀和宏觀世界的一種典型問(wèn)題