题目内容

现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量其来源是它内部的核聚变反应，其中最主要的核反应方程是
20-1
e+
411
H→
 42
He+释放的核能．若太阳内部只有这一种核反应，且这些“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为6.0×1014Hz．在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，通过的太阳能辐射功率为P=1.35×103 W/m2．已知普朗克常量h=6.63×10-34J?s，质子质量mp=1.6726×10-27 kg，
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He质量mα=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s，太阳到地球之间的距离r=1.5×1011m．求：
（1）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能；
（2）在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数；
（3）每年太阳由于发光所减少的质量．
（1）根据质量亏损和质能关系，可知每发生一次该核反应释放的核能为
△E=（4mp+2me-mα）c2
代入数值，解得：△E=4.2×10-12 J
（2）设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上光子的个数为N，
根据题设条件可知 E0=Pt=Nhν，所以N=
Pt
hv
 
代入数值，解得：N=3.4×1021个
（3）设1s内太阳辐射的能量为E1，1年内太阳辐射的能量为E，每年太阳由于发光减少的质量为m．
根据题设条件可知E1=4πr2P，E=E1t=4πr2Pt年
根据质量亏损和质能关系可知E=△E=△mc2，
所以每年太阳由于发光减少的质量△m=
△E
c2
=
4πr2Pt年
c2

代入数值，解得：△m=1.3×1017kg
答：（1）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能为4.2×10-12 J
（2）在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数为3.4×1021个．
（3）每年太阳由于发光所减少的质量为1.3×1017kg．
练习册系列答案
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e+
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H→
 
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He+释放的核能．若太阳内部只有这一种核反应，且这些“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为6.0×1014Hz．在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，通过的太阳能辐射功率为P=1.35×103 W/m2．已知普朗克常量h=6.63×10-34J?s，质子质量mp=1.6726×10-27 kg，
 
4
2
He质量mα=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s，太阳到地球之间的距离r=1.5×1011m．求：
（1）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能；
（2）在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数；
（3）每年太阳由于发光所减少的质量．
科学研究表明：太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果．太阳内部的聚变绝大多数是质子一质子循环反应链，反应方程为：
 
1
1
H
+
1
1
H
→
2
1
H
+
0
1
e+Ve
 
1
1
H
+
2
1
H
→
3
2
He
 
3
2
He+X
→
4
2
He+
2
1
1
H
其中
 
0
1
e为正电子，νe为中微子．在上述太阳内部的质子一质子循环反应中，粒子X是
 
，核反应中产生的正电子（
 
0
1
e）是原子核内
 
转变为
 
时释放的．
现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量其来源是它内部的核聚变反应，其中最主要的核反应方程是+→+释放的核能．若太阳内部只有这一种核反应，且这些“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为6.0×1014Hz．在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，通过的太阳能辐射功率为P=1.35×103 W/m2．已知普朗克常量h=6.63×10-34J?s，质子质量mp=1.6726×10-27 kg，质量mα=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s，太阳到地球之间的距离r=1.5×1011m．求：
（1）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能；
（2）在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上1s内接收到的太阳辐射光子的个数；
（3）每年太阳由于发光所减少的质量．
科学研究表明：太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果．太阳内部的聚变绝大多数是质子一质子循环反应链，反应方程为：



其中为正电子，νe为中微子．在上述太阳内部的质子一质子循环反应中，粒子X是______2He

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