题目内容
太阳现在正处于主序星演化阶段,它主要是由电子和
、
等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是
+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由电子和
核组成.(1)为了研究太阳的演化进程,需知道太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g取10 m/s2,1年约为3.2×107 s.试估算目前太阳的质量M.
(2)已知质子质量mp=1.672 6×10-27 kg, 
质量mα=6.645 8×10-27 kg,电子质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)又知在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能E=1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求保留一位有效数字)
解析：(1)设太阳质量为M,根据万有引力和牛顿定律有 ①
mg= ②
联立①②解得M=m=2×1030 kg.
(2)ΔE=Δmc2=(4mp+2me-mα)c2=4.2×10-12 J.
(3)据题设假定,在太阳继续保持在主序星阶段的时间内,发生题中所述的核聚变反应的次数:N=×10%
则太阳总共辐射出的能量为E=NΔE
设太阳辐射是各向同性的,则每秒内太阳向外放出的辐射能为E′=4πr2·W
所以太阳继续保持在主序星的时间为
t==1×1010年=100亿年.
练习册系列答案
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（1）如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中，只有一种能使某金属产生光电效应．以下判断正确的是
H、
He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2
e+4
H→
He+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的
H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和
H核组成. 
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.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
、
等原子核组成的.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程式是
+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论，若由于核聚变反应而使太阳中的
数目从现有数目减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和
组成.
的质量mα=6.645 8×10
、
等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是： 
+释放核能，这些核能最后转化为辐射能。