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的輻射能為E=1．4×10³J，其中可見光部分約占45％．已知綠光的波長為λ=0．55 μm，日地間距離R=1．5×10¹¹m，普朗克常數f =6．6×10^-34 J·s．試由此估算太陽每秒鐘輻射出的可見光的光子數(取一位有效數字)．

 

Answer 1

答案：見詳解
解析：

這是一道估算題，乍一看來無從下手，但只要對題給條件進行分析，并綜合運用學到的物理知識，做一些簡化假設，就會找到正確的思路，不難求解．     每個光子的能量為hν，太陽光中，即使可見光范圍內也包含不同頻率的光．這里可做一個簡化假設，即可用綠光的波長作為可見光的平均波長．根據題給條件可知，太陽每秒鐘垂直射向地面上每平方米面積的可見光光子數應為，n=，其中η= 45％，E=1．4×103J，ν為可見光的頻率．由于波長λ是光在一個周期T內傳播的距離，λ= cT，因而=，即ν=，代入即得 n=     還需要再做一個簡化假設，即太陽向各個方向的輻射是均勻的，則每秒鐘到達以太陽為中心、以日地間距離 R=1．5×1011 m為半徑的球面上每平方米面積的光子數都等于n，而此球面積為S=4R2，所以Sn就應是每秒鐘到達此球面的可見光的總光子數，這個總光子數也就等于太陽每秒鐘向各個方向輻射出的可見光的光子數N，即

提示：

數量級的估計。