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輻射能量為1.4×10³ J，其中可見光部分約占45%，假如認為可見光的波長均為0.55 μm,太陽向各個方向輻射是均勻的，日地間距R=1.5×10¹¹ m,普朗克常量h=6.6×10^-34 J·s.由此估算出太陽每秒鐘輻射出的可見光的光子數目.(保留兩位有效數字）

 

Answer 1

【答案】

4.9×10⁴⁴個

【解析】設太陽每秒鐘輻射的可見光光子數為N，每秒鐘每平方米面積上光子數為x，以日地間距為半徑、太陽為球心作球面，該球表面積為4πR².

有x=                                          ①

c是光速，λ是可見光波長.

依據正比例關系有                               ②

將①式代入②得N=4.9×10⁴⁴個

思路分析：太陽發出的是球面波，所以應當先算出照射到空間球表面上每平方米面積上的光的功率，再算出每秒照射的光能.光能是光子能量的總和，由光子說可知每個光子的能量為hν，則可求出光子數.

試題點評：考查球面波輻射的問題，是微觀和宏觀世界的一種典型問題