（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2×10-7m～1×10-5m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pr2（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=4psr2T′4

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P0=σT4，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2×10-7m～1×10-5m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pr2（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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