2000·上海)閱讀如下資料并回答問題:自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷向外輻射電磁波,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的電磁波;②物體溫度越高,單位時(shí)間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,各種波長所占的百分比不同.

  處于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%地吸收人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=T4,其中常量=5.67×10-8W/m2·k4

  在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡單地看作黑體.

  有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽半徑RS=696000km,太陽表面溫度T=5770K,火星半徑r=3395km.球面積S=4pR2,其中R為球半徑.

  (1)太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10-7m1×10-5m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍.

  (2)每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為多少?

  (3)火星受到來自太陽的輻射可以認(rèn)為垂直射到面積為pr2r為火星半徑)的圓盤上,已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的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.

 

答案:見詳解
解析:

(1)v=c/l

v1=3.00×108/2×10-7Hz=1.5×1015Hz

v2=3.00×108/1×10-5Hz=3×1013Hz

所以輻射的頻率范圍為 3×1013Hz~1.5×1015Hz

(2)每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為

W=4psT4t

代入數(shù)據(jù)得    W=1.38×1030J

(3)設(shè)火星表面溫度為T′,太陽到火星距離為d

火星單位時(shí)間內(nèi)吸收來自太陽的輻射能量為

d=400RS

因?yàn)?i>Pin=psT4r2/(400)2

火星單位時(shí)間內(nèi)向外輻射電磁波能量為

火星處在平衡狀態(tài) Pin=Pout

即      psT4r2/(400)2=4psr2T4

由上式解得火星平均溫度

 

 


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2000?上海)如圖所示,長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架,在A處固定質(zhì)量為2m的小球,B處固定質(zhì)量為m的小球.支架懸掛在O點(diǎn),可繞O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng).開始時(shí)OB與地面相垂直,放手后開始運(yùn)動(dòng),在不計(jì)任何阻力的情況下,下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2000?上海)用如圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡條件”的實(shí)驗(yàn),力矩盤上各同心圓的間距相等.
(1)在用細(xì)線懸掛鉤碼前,以下哪些措施是必要的( 。
A、判斷力矩盤是否處在豎直平面.
B、判斷橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平.
C、判斷力矩盤與轉(zhuǎn)軸間的摩擦是否足夠。
D、判斷力矩盤的重心是否位于盤中心.
(2)在A、B、C三點(diǎn)分別用細(xì)線懸掛鉤碼后,力矩盤平衡,如圖所示,已知每個(gè)鉤碼所受的重力為1牛,則此時(shí)彈簧秤示數(shù)為
4
4
牛.
(3)現(xiàn)同時(shí)撤去B、C兩處的鉤碼,而改用一根細(xì)線懸掛5牛的鉤碼,為使力矩盤仍然保持原平衡狀態(tài),且彈簧秤示數(shù)不變,試在圖中用直線畫出該細(xì)線在力矩盤上的懸掛位置.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2000?上海)閱讀如下資料并回答問題:
自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為勢輻射,勢輻射具有如下特點(diǎn):①輻射的能量中包含各種波長的電磁波;②物體溫度越高,單位時(shí)間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,各種波長所占的百分比不同.
處于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)從黑體表面單位央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P0T4,其中常量σ=5.67×10-3瓦/(米2?開4).
在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡單地看作黑體.
有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽半徑Rs=696000千米,太陽表面溫度T=5770開,火星半徑r=3395千米,球面積,S=4πR2,其中R為球半徑.
(1)太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10-9米~1×10-4米范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍.
(2)每小量從太陽表面輻射的總能量為多少?
(3)火星受到來自太陽的輻射可認(rèn)為垂直射可認(rèn)為垂直身到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上,已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍,忽略其它天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度.

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科目:高中物理 來源:物理教研室 題型:038

2000·上海)閱讀如下資料并回答問題:自然界中的物體由于具有一定的溫度,會(huì)不斷向外輻射電磁波,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的電磁波;②物體溫度越高,單位時(shí)間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,各種波長所占的百分比不同.

  處于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%地吸收人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=T4,其中常量=5.67×10-8W/m2·k4

  在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡單地看作黑體.

  有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式:太陽半徑RS=696000km,太陽表面溫度T=5770K,火星半徑r=3395km.球面積S=4pR2,其中R為球半徑.

 。1)太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10-7m1×10-5m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍.

 。2)每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為多少?

 。3)火星受到來自太陽的輻射可以認(rèn)為垂直射到面積為pr2r為火星半徑)的圓盤上,已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的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.

 

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