地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为R的匀速圆周运动,太阳源源不断地向四周辐射能量,太阳光的总辐射功率为PS,太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中,大约有30%的能量损耗.到达地面的太阳光由各种频率的光子组成,每个光子不仅具有能量,还具有动量,其能量与动量的比值为c,c为真空中的光速.(在计算时可认为每个光子的频率均相同)
(1)求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率Pe;
(2)辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,光子对被照射物体单位面积上所施加的压力叫做光压,假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸收,求太阳光对地面的光压I;
(3)试证明:地球表面受到的太阳光辐射压力,和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径R的平方成反比(PS可认为不变).
人气:219 ℃ 时间:2019-08-22 17:05:01
解答
(1)太阳向各个方向均匀辐射,则有:Pe=(1−30%)Ps4πR2=70%Ps4πR2…①(2)在地面上取一个很小的截面积S,设在很短的时间间隔t内,有N个光子垂直射入此面积,产生的光压力为F,根据动量定理有:-Ft=0-NP…②根据...
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