物理学中有一个非常有趣的现象:研究微观世界的粒子物理、量子理论,与研究宇宙的理论竟然相互沟通,相互支撑。目前地球上消耗的能量,追根溯源,绝大部分还是来自太阳内部核聚变时释放的核能。
(1)已知太阳向各个方向辐射能量的情况是相同的。如果太阳光的传播速度为c,到达地球需要的时间为t,在地球大气层表面每秒钟每平方米垂直接收到的太阳辐射能量为E0.请你求出太阳辐射的总功率P的表达式。
(2)根据量子理论可知,光子既有能量也有动量,光子的动量p=hλ,其中h为普朗克常量,λ为光的波长。太阳光照射到地球表面时,大量光子碰撞地面其动量发生变化,会产生持续均匀的“光压力”。为了将问题简化,我们假设太阳光垂直照射到地球上且全部被地球吸收,到达地球的每个光子能量均为E=4×10-19J,每秒钟照射到地球的光子数为n=45×1035个。已知真空中光速c=3×108m/s,太阳对地球的万有引力大小约为F=35×1022N.请你结合以上数据分析说明,我们在研究地球围绕太阳公转时,是否需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。(结果保留一位有效数字)
p
=
h
λ
【答案】(1)太阳辐射的总功率P的表达式为4πc2t2E0;
(2)光压力远小于太阳对地球的万有引力,我们在研究地球围绕太阳公转时,不需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。
(2)光压力远小于太阳对地球的万有引力,我们在研究地球围绕太阳公转时,不需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。
【解答】
【点评】
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