自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷地向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點(diǎn):(1)輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波;(2)物體溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)從物體表面單位面積上輻射的能量越大;(3)在輻射的總能量中,各種波長(zhǎng)所占的百分比不同。處在一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí),也要吸收由其他物體輻射的電磁能量,如果它處在平衡狀態(tài),則能量保持不變。若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體。單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比,即P0=σT4,其中常量σ=5.67×10-8W/(m?K4)
在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體。有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽(yáng)半徑Rs=696000km,太陽(yáng)表面溫度T=5770K,火星半徑r=3395km.已知球面積S=4πR2,其中R為球半徑。
(1)太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×10-7~1×10-5m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍。
(2)每小時(shí)從太陽(yáng)表面輻射的總能量為多少?
(3)火星受到來(lái)自太陽(yáng)的輻射可認(rèn)為垂直到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上。已知太陽(yáng)到火星的距離約為太陽(yáng)半徑的400倍,忽略其他天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度。
【考點(diǎn)】光具有波粒二象性;用能量守恒定律解決實(shí)際問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:198引用:4難度:0.1
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