閱讀下列資料并回答問題.
自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射.熱輻射具有如下特點(diǎn):①輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波;②物體溫度越高,單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大;③在輻射的總能量中,各種波長(zhǎng)的波所占的百分比不同.
處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí),也要吸收由其他物體輻射的電磁能量.如果它處在平衡狀態(tài),則能量保持不變.若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體.單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面輻射的電磁波的總能量與黑體熱力學(xué)溫度的四次方成正比,即P0=σT4,其中常量σ=5.67×10-8 W(m2·K4).
在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體.
有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽(yáng)半徑RS=69 600 km,太陽(yáng)表面溫度T=5 770 K,火星半徑r=3 995 km,球面積S=4πR2,其中R為球半徑.求:
(1)太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×10-7—1×10-5 m的范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍;
(2)每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射出的總能量為多少?
(3)火星受到來自太陽(yáng)的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上.已知太陽(yáng)到火星的距離約為太陽(yáng)半徑的400倍,忽略其他天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度.
(1)3×1013~1.5×1015 Hz
(2)1.38×1030 J
(3)204 K
(1)根據(jù)f=c/λ,代入光速3×108 m/s和波長(zhǎng)2×10-7—1×10-5 m可得頻率范圍為
3×1013—1.5×1015 Hz.
(2)E=P0t4πRS2=4πRS2σT4×3 600
代入數(shù)值得1.38×1030 J.
(3)火星得到的能量為E1=Eπr2/4π(400RS)2
火星單位時(shí)間、單位面積上得到的能量
P0′=E1/3 600×4πr2
公式P0′=σT4
根據(jù)以上三式,代入數(shù)據(jù)得T=204 K.
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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科目:高中物理 來源:活題巧解巧練·高考物理(第二輪) 題型:038
閱讀下列資料并回答問題:
自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射.熱輻射具有如下特點(diǎn):①輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波;②物體溫度越高,單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大;③在輻射的總能量中,各種波長(zhǎng)所占的百分比不同.
處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí),也要吸收由其他物體輻射的電磁能量,如果它處在平衡狀態(tài),則能量保持不變.若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體.單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比,即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10-8W/(m2·K4).
在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看做黑體.
有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽(yáng)半徑Rs=696000km,太陽(yáng)表面溫度T=5770K,火星半徑r=3395km,球面積S=4πR2,其中R為球半徑.
(1)太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×10-7m~1×10-5m范圍,求相應(yīng)的頻率范圍.
(2)每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射的總能量為多少?
(3)火星受到來自太陽(yáng)的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上.已知太陽(yáng)到火星的距離約為太陽(yáng)半徑的400倍,忽略其他天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度.
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射.熱輻射具有如下特點(diǎn):①輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波;②物體溫度越高,單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大;③在輻射的總能量中,各種波長(zhǎng)的波所占的百分比不同.
處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí),也要吸收由其他物體輻射的電磁能量.如果它處在平衡狀態(tài),則能量保持不變.若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體.單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面輻射的電磁波的總能量與黑體熱力學(xué)溫度的四次方成正比,即P0=σT4,其中常量σ=5.67×10-8 W(m2·K4).
在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體.
有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽(yáng)半徑RS=69 600 km,太陽(yáng)表面溫度T=5 770 K,火星半徑r=3 995 km,球面積S=4πR2,其中R為球半徑.求:
(1)太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×10-7—1×10-5 m的范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍;
(2)每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射出的總能量為多少?
(3)火星受到來自太陽(yáng)的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上.已知太陽(yáng)到火星的距離約為太陽(yáng)半徑的400倍,忽略其他天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度.
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