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的辐射能为E=1．4×10³J，其中可见光部分约占45％．已知绿光的波长为λ=0．55 μm，日地间距离R=1．5×10¹¹m，普朗克常数f =6．6×10^-34 J·s．试由此估算太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数(取一位有效数字)．

 

Answer 1

答案：见详解
解析：

这是一道估算题，乍一看来无从下手，但只要对题给条件进行分析，并综合运用学到的物理知识，做一些简化假设，就会找到正确的思路，不难求解．     每个光子的能量为hν，太阳光中，即使可见光范围内也包含不同频率的光．这里可做一个简化假设，即可用绿光的波长作为可见光的平均波长．根据题给条件可知，太阳每秒钟垂直射向地面上每平方米面积的可见光光子数应为，n=，其中η= 45％，E=1．4×103J，ν为可见光的频率．由于波长λ是光在一个周期T内传播的距离，λ= cT，因而=，即ν=，代入即得 n=     还需要再做一个简化假设，即太阳向各个方向的辐射是均匀的，则每秒钟到达以太阳为中心、以日地间距离 R=1．5×1011 m为半径的球面上每平方米面积的光子数都等于n，而此球面积为S=4R2，所以Sn就应是每秒钟到达此球面的可见光的总光子数，这个总光子数也就等于太阳每秒钟向各个方向辐射出的可见光的光子数N，即

提示：

数量级的估计。