Question

已知每秒鐘從太陽射到地球上垂直于太陽光的每平方米截面上的輻射能為E=1．4×10³J，其中可見光部分約占45％．已知綠光的波長為λ=0．55 μm，日地間距離R=1．5×10¹¹m，普朗克常數(shù)f =6．6×10^-34 J·s．試由此估算太陽每秒鐘輻射出的可見光的光子數(shù)(取一位有效數(shù)字)．

 

Answer 1

答案：見詳解
解析：

這是一道估算題，乍一看來無從下手，但只要對(duì)題給條件進(jìn)行分析，并綜合運(yùn)用學(xué)到的物理知識(shí)，做一些簡(jiǎn)化假設(shè)，就會(huì)找到正確的思路，不難求解．     每個(gè)光子的能量為hν，太陽光中，即使可見光范圍內(nèi)也包含不同頻率的光．這里可做一個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)，即可用綠光的波長作為可見光的平均波長．根據(jù)題給條件可知，太陽每秒鐘垂直射向地面上每平方米面積的可見光光子數(shù)應(yīng)為，n=，其中η= 45％，E=1．4×103J，ν為可見光的頻率．由于波長λ是光在一個(gè)周期T內(nèi)傳播的距離，λ= cT，因而=，即ν=，代入即得 n=     還需要再做一個(gè)簡(jiǎn)化假設(shè)，即太陽向各個(gè)方向的輻射是均勻的，則每秒鐘到達(dá)以太陽為中心、以日地間距離 R=1．5×1011 m為半徑的球面上每平方米面積的光子數(shù)都等于n，而此球面積為S=4R2，所以Sn就應(yīng)是每秒鐘到達(dá)此球面的可見光的總光子數(shù)，這個(gè)總光子數(shù)也就等于太陽每秒鐘向各個(gè)方向輻射出的可見光的光子數(shù)N，即

提示：

數(shù)量級(jí)的估計(jì)。