Question

【題目】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，會不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關，稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點：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，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，則能量保持不變．若不考慮物體表面性質對輻射與吸收的影響，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。單位時間內從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比，即P0=T 4，其中常量=5.67 10-8W/（m2·K4）。在下面的問題中，把研究對象都簡單地看作黑體。有關數據及數學公式：太陽半徑Rs=696000km，太陽表面溫度T=5770K，地球半徑r=6371km．球面積=4R2，其中R為球半徑。

（1）太陽熱輻射能量的絕大多數集中在波長為 210-7m~110-5m范圍內，求相應的頻率范圍；

（2）每小時從太陽表面輻射的總能量為多少；

（3）已知太陽到地球的距離約1.49108km，忽略太陽輻射能量在傳播過程中的損失。地球表面受到來自太陽的輻射能量的總功率約為多少?

Answer 1

【答案】（1）3×1013Hz～1.5×1015Hz；（2）；（3）W

【解析】

（1）光速c=3×108m/s，根據

代入數據解得，

頻率范圍為

3×1013Hz～1.5×1015Hz

（2）根據題意可知每小時從太陽表面輻射的總能量為

代入數據解得

（3）地球表面受到來自太陽的輻射能量的總功率約為

代入數據解得W