Question

已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上辐射能量为1.4×10³ J，其中可见光部分约占45%，假如认为可见光的波长均为0.55 μm,太阳向各个方向辐射是均匀的，日地间距R=1.5×10¹¹ m,普朗克常量h=6.6×10^-34 J·s.由此估算出太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数目.(保留两位有效数字）

 

Answer 1

【答案】

4.9×10⁴⁴个

【解析】设太阳每秒钟辐射的可见光光子数为N，每秒钟每平方米面积上光子数为x，以日地间距为半径、太阳为球心作球面，该球表面积为4πR².

有x=                                          ①

c是光速，λ是可见光波长.

依据正比例关系有                               ②

将①式代入②得N=4.9×10⁴⁴个

思路分析：太阳发出的是球面波，所以应当先算出照射到空间球表面上每平方米面积上的光的功率，再算出每秒照射的光能.光能是光子能量的总和，由光子说可知每个光子的能量为hν，则可求出光子数.

试题点评：考查球面波辐射的问题，是微观和宏观世界的一种典型问题