Масса теряемая солнцем за 1 секунду за счет излучения

Масса теряемая солнцем за 1 секунду за счет излучения

а). В чем отличие характера взаимодействия фотона и электрона

при фотоэффекте и эффекте Комптона?

б). Сформулируйте закон Мозли. Почему закон Мозли отличается

от обобщенной формулы Бальмера? Какие области применения

ха­рактеристического рентгеновского излучения вы можете назвать?

Применяется в медицине: рентген, компьютерный томограф, биологии,

дефектоскопии и в других областях науки и техники

в). В чем суть опытов Франка и Герца? Какие выводы можно

сделать из этих опытов?

Дж.Франк и Г.Герц экспериментально подтвердили правильность

представления о квантовании энергетических уровней, бомбардируя

атомы паров ртути электронами с известной энергией. Они измеряли

энергию, теряемую электронами при рассеянии на атомах ртути.

Электроны с энергией ниже определенного порогового значения

вообще не передавали энергию атомам ртути; но, как только энергия

электронов оказывалась достаточной для возбуждения перехода

атома ртути на ближайший уровень с более высокой энергией,

электроны интенсивно передавали свою энергию, атомы могли

поглощать энергию только определенными порциями. Это было

убедительным доказательством существования квантованных

энергетических уровней. Также их опыты явились

экспериментальным подтверждением правильности основных

положений теории Бора, например, второй постулат Бора – правило

г). Какие экспериментальные данные могут свидетельствовать о том. что радиоактивность — ядерный процесс?

Радиоактивностью называют самопроизвольное превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер. Радиоактивность наблюдается и у изотопов, существующих в природе. Между ней и радиоактивностью изотопов, полученных посредством ядерных реакций нет принципиального различия. Существуют тождественные по химическим свойствам элементы, обладающие различной радиоактивностью. Эти различные радиоактивные свойства можно объяснить только различием в строении ядер.

2. Излучение Солнца по своему спектральному составу близко к из­лучению абсолютно черного тела для которого максимум испускательной способности приходиться на длину волны 0,48 мкм. Найти массу, теряемую Солнцем ежесекундно за счет этого

излучения. Оценить время, за которое масса Солнца уменьшится

3. Поток летящих параллельно друг другу электронов, имеющих скорость v=l0 6 м/с, проходит через щель, ширины b=0.1мм. Найти ширину d центрального дифракционного максимума, наблюдаемого на экране, отстоящем от щели на расстояние L= 10см.

Источник

Максимум испускательной способности Солнца приходится на длину волны 0,5 мкм. Считая, что Солнце излучает как чёрное тело, определить температуру его поверхности и мощность излучения.

Готовое решение: Заказ №8379

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Физика

Дата выполнения: 28.08.2020

Цена: 119 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

№3-1 332. Максимум испускательной способности Солнца приходится на длину волны 0,5 мкм. Считая, что Солнце излучает как чёрное тело, определить температуру его поверхности и мощность излучения.

Длина волны, соответствующая максимуму энергии излучения абсолютно чёрного тела, определяется законом смещения Вина: , где м∙К – постоянная Вина; – температура абсолютно чёрного тела. Отсюда найдём температуру поверхности Солнца: ; К.

• Максимум плотности энергетической светимости Солнца приходится на длину волны л = 0,48 мкм. Считая, что Солнце излучает как абсолютно чёрное тело, определить: 1) температуру его поверхности; 2) мощность, излучаемую его поверхностью.
• Считая Солнце чёрным телом, определить температуру его поверхности, если длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения, л = 0,5 мкм.
• Поверхность Солнца по своим свойствам близка к АЧТ. Максимум испускательной способности приходится на длину волны л = 0,5 мкм. Определить: а) энергию, излучаемую Солнцем в виде ЭМВ за одну секунду; б) температуру солнечной поверхности; в) массу, теряемую Солнцем за 1 секунду за счёт излучения; г) примерное время, за которое масса Солнца уменьшилась бы на один процент, если бы температура Солнца оставалась бы постоянной.
• Излучение Солнца по своему спектральному составу близко к излучению абсолютно чёрного тела, для которого максимум испускательной способности приходится на длину волны 480 нм. а) Найти массу, теряемую Солнцем в 1 с за счёт излучения. б) Оценить время, за которое масса Солнца уменьшится на 1 %.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в whatsapp.

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназачен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник

Странности Солнца, которые пытается объяснить наука

Наше светило относится к спектральному классу G (желтых карликов) среди бесчисленного числа таких же заурядных звезд Галактики. Хотя, по классификации почему-то в названии фигурирует желтый цвет светимости, на самом деле цвет светимости белый (температура поверхности солнца 5800 К). Желтый цвет Солнце имеет у наблюдателя на поверхности Земли (из-за рассеивания части спектра в атмосфере).

Свое излучение Солнце вырабатывает за счет термоядерных реакций в его ядре (превращения водорода в гелий). Так говорит наука. Каждую секунду Солнце теряет 4,26 млн. тонн вещества, а масса Солнца – 2*(10 в 27 степени) тонн. Реакция находится в равновесии. Но раз в 11 лет происходит период Солнечных вспышек, когда на поверхности фотосферы появляются пятна и из них вырываются протуберанцы, Солнце теряет еще больше материи:

Теряет 1,34*10 в 14 степени тонн в год. За 1 млрд. лет израсходует массу 1,34*10 в 23 степени тонн. Суммы астрономические. Но каких-то даже поверхностных расчетов на эту тему не видел в книгах по астрономии. Лишь информация о том, что водорода хватит на Солнце еще примерно на 5 млрд. лет (оно светит уже 4,6 млрд. лет), далее оно начнет сжиматься и при достижении определенного диаметра запустится реакция синтеза углерода и других элементов из гелия. При этом Солнце начнет стремительно расширяться, достигнув в размерах орбиты Земли или даже Марса.

Потом опять начнется сжатие. И финал – сброс оболочки, взрыв новой (по классификации). Взрыва сверхновой из Солнца не получится (масса мала). И в итоге останется белый карлик, крохотная звезда. Так вкратце по представлениям астрономии будет выглядеть жизнь нашего светила.

Этот жизненный путь звезд астрономы нанесли на так называемую Главную последовательность или диаграмму Герцшпрунга — Ресселла.

Но такие взрывы новых и сверхновых звезд в конце своей жизни мы видим крайне редко. В 1054 было такое событие: в созвездии тельца вспыхнула сверхновая, на месте которой сейчас Крабовидная туманность и пульсар в центре туманности:

Из всего количества звезд в нашей Галактике таких событий крайне мало. Либо почти все звезды молодые либо их взрывы имеют малую интенсивность, или они не происходят. А взрыв, сброс оболочки – это внештатная ситуация процессов внутри звезды.

Но перейдем к процессам внутри Солнца.

Ядерные реакции идут в ядре, потом излучение переносится зоной лучистого переноса, потом конвективной зоной и излучение в видимом спектре происходит в фотосфере. Вся эта модель выглядит странно, если учесть, что средняя плотность Солнца всего 1,4 г/см3 – это всего в 1,4 раза больше плотности воды. Если вся масса Солнца сосредоточена в ядре, то что такое ее оболочки? Почему они существуют? Почему не притянутся к ядру или не улетят как материя протуберанцев?

Фотосфера имеет очень интересные процессы, которые только недавно засняли космические аппараты, изучающие наше светило:

Грануляция в фотосфере

Температура в ядре Солнца по астрофизическим моделям – около 7 млн. К. А на поверхности – 5800 К. Но вот в солнечной короне она поднимается до 1-2 млн. К. А местами и до 8-20 млн.К. До сих пор существует проблема с объяснением механизма нагрева короны. Основная версия – это нагрев ударными волнами от солнечных вспышек различной интенсивности и магнитного пересоединения (столкновения материи в пересечении магнитных полей). Но сейчас их нет (минимум солнечной активности), а такая температура короны сохраняется, но с меньшей интенсивностью излучения в рентгене.

Поверхность Солнца вращается медленнее чем его внутренняя часть. А вращение на полюсах имеет большую угловую скорость чем на экваторе.

Во время солнечной активности поверхность короны Солнца покрывается пятнами, перестает излучать в рентгеновском диапазоне и космические зонды снимают вот такую картину.

Следующий интересный факт:

Магнитное поле Солнца меняет свое направление каждые 11 лет. И с этим связаны циклы солнечной активности. Почему именно 11 лет? Почему максимум солнечной активности длится 4 года и затухает? На эти вопросы нет ответов.

В конце 2019г. солнечный зонд Паркер обнаружил, что солнечный ветер (поток частиц), который вращается вокруг Солнца имеет скрость намного выше предсказанной моделями и составляет 30-50 км/с (в 20 раз выше чем предполагалось).

В свое время я выкладывал статью с альтернативным взглядом на строение планет и звезд. Кому интересно, можно ознакомиться здесь

Есть хоть и поверхностная, но модель, в которой все космические тела полые. Это можно объяснить лишь синтезом материи и энергии в оболочке звезд и планет. А то тело, мини-звезда в центре этой структуры – лишь управляющая, которая обладает свойством поглощения эфира из пространства. На это похожи модели торсионных полей. По какому-то неизвестному нам механизму, в оболочке тора происходит все самое интересное.

Источник

Об удельной мощности человека и Солнца

В. Ланге, Т. Ланге, «Об удельной мощности человека и Солнца, или Почему у комара холодная кровь»

Поток энергии, идущей от Солнца, колоссален. Из геофизических измерений следует, что даже в верхних слоях атмосферы Земли, на громадном расстоянии почти в 150 миллионов километров от Солнца, каждый квадратный метр, расположенный перпендикулярно солнечным лучам, получает от Солнца ежесекундно 1,4 кДж. Эту величину называют солнечной постоянной и обычно обозначают буквой I. Зная, что I = 1,4 кДж/м2/с =1,4 кВт/м2, нетрудно найти полную мощность излучения Солнца P1. Для этого достаточно умножить солнечную постоянную на площадь сферы, описанной вокруг Солнца, с радиусом R = 150 000 000 км: P1 = I•4пиR^2 = 4•10^26 Вт.

Конечно, энергетические возможности человека во много раз скромнее. Среднюю мощность, развиваемую человеком, можно довольно точно оценить по калорийности пищи, потребляемой им в сутки. Как известно, лица, не занимающиеся тяжелым физическим трудом, должны получать с пищей ежедневно примерно 12 МДж. Почти вся эта энергия идет на поддержание постоянной температуры человеческого тела и в конечном счете генерируется человеком в окружающее пространство. (Лишь очень малую часть получаемых 12 МДж человек расходует на совершение механической работы.) Разделив 12 МДж на длительность суток (86 400 с), получим P2 = 140 Вт.

Таким образом, как генератор энергии Солнце примерно в 3•10^24 раз мощнее человека. Тем неожиданнее результат сравнения их удельных (т.е. приходящихся на единицу массы) мощностей. Масса М Солнца составляет около 2•10^30 кг, массу человека примем равной m=80 кг. Тогда
P1/M = 2•10^-4 Вт/кг
P2/m = 1,75 Вт/кг

УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА ОКАЗЫВАЕТСЯ ПОЧТИ В 10 000 РАЗ БОЛЬШЕ, ЧЕМ У СОЛНЦА!

Результат, к которому мы пришли, кажется на первый взгляд совершенно неправдоподобным. Однако так и есть на самом деле. Как же объясняется этот «парадокс»? Почему Солнце – этот гигантский термоядерный реактор – проигрывает по удельной мощности человеку, энергию которому поставляют химические реакции, куда более «слабосильные», чем ядерные?

Ответ на этот вопрос нетрудно получить, если принять, что тепло в человеческом теле и в Солнце выделяется более или менее равномерно по всему объему. Тогда, скорость выделения тепла прямо пропорциональна объему тела, иными словами — кубу линейного размера. Скорость же теплоотдачи пропорциональна площади поверхности тела, т.е. квадрату линейного размера. Стало быть, чем больше тело, тем меньшей может быть скорость выделения тепла, необходимая для поддержания некоторой заданной температуры.

Объем Солнца порядка 10^27 м3, площадь его поверхности около 10^18 м2. Соответствующие параметры тела человека 10^-1 м3 и 1 м2. Таким образом, отношение объемов Солнца и человека равно приблизительно 10^28, а отношение площадей поверхностей этих тел порядка 10^18. Образно говоря, на единицу объема Солнца приходится приблизительно в 10 миллиардов раз меньше свободной поверхности, чем у человека. Поэтому неудивительно, что, несмотря на то, что солнечный «обмен веществ» протекает со скоростью всего лишь 0,2 мВт/кг, температура на поверхности Солнца достигает 6 000 градусов.

Проиллюстрируем связь между размерами, темпом энерговыделения и температурой тел следующими примерами из жизни животного мира.

Температуры тел млекопитающих отличаются не особенно сильно. В частности, они примерно одинаковы и у слона, и у маленькой полевой мышки. Однако скорость выделения тепла в организме слона примерно в 30 раз меньше. Если бы внутри тела слона выделение тепла происходило с такой же скоростью, как у мыши, то выделяющееся тепло не успевало бы покинуть организм слона достаточно быстро, чтобы сохранилась нормальная температура, и слон бы «зажарился» в собственной шкуре.

Чем меньше теплокровное животное, тем больше должна быть удельная (т.е. в расчете на единицу массы) скорость выделения тепла, чтобы скомпенсировать потери и поддержать температуру тела, обеспечивающую нормальную жизнедеятельность организма, тем больше пищи (опять-таки в расчете на единицу массы) оно должно поглощать. Мальчик-с-пальчик из широко известной детской сказки должен быть ужасно прожорлив: при одинаковых пропорциях с нормальным человеком ему требовалось бы на 1 кг массы в 20 раз больше пищи.

Самые маленькие млекопитающие на Земле – этрусские мыши – имеют массу всего 1,5 г, а съедают за сутки в два раза больше. Если этрусскую мышь оставить без пищи хотя бы на несколько часов, она погибнет. Практически весь период бодрствования заняты поисками и поглощением еды колибри (крошечные птички с массой около 2 г, обитающие в Южной Америке). Длительный ночной перерыв в этом занятии колибри могут переносить только потому, что температура их тела на это время резко понижается.

Можно показать, что очень маленькие существа, комар например, не могут быть теплокровными. ************************************

. Стало быть, удельная мощность комара составляет 10^-3 Вт/ 10^-6 кг = 10^3 Вт/кг, то есть примерно в 600 раз больше, чем у человека (и в 6 миллионов раз больше, чем у Солнца!).

Если человек поглощает в сутки около 1 кг пищи, то есть примерно 1/80 часть от своей массы, то масса пищи комара должна бы превышать его собственную в 600/80 = 7,5 раз. (Фактически мы получаем заниженные цифры, так как при оценке не учитывалось тепло, отдаваемое за счет конвекции). Температура окружающего воздуха чаще оказывается значительно ниже +17 градусов Цельсия, а при +7 градусах (обычные комары достаточно активны и в этих условиях) энергозатраты возрастают почти в 2 раза, так что поглощать пищи комару пришлось бы уже в 15 раз (!) больше своей массы. Поэтому ясно, что поддерживать постоянной температуру своего тела (т.е. быть теплокровным) комар не может.

Рассматривая связь между линейными размерами тела и интенсивностью энергообмена с окружающей средой, легко получить ответ и на такой интересный вопрос: почему тонкую проволоку можно расплавить в пламени спички, а толстую трудно раскалить даже с помощью газовой плиты?

Поток энергии, которую получает проволока от огня, прямо пропорционален площади ее боковой поверхности S = 2пиRl (R – радиус проволоки, l – длина ее части, находящейся в пламени). В то же время скорость отвода тепла вдоль оси проволоки к ее холодным концам (которые не попадают в пламя) прямо пропорциональна площади поперечного сечения проволоки S = пиR2.

Если радиусы двух проволок отличаются в 10 раз, то при прочих равных условиях более толстая проволока будет получать за единицу времени в 10 раз больше тепла, чем тонкая, но терять она будет в 100 раз больше. Ясно, что температура толстой проволоки в равновесном состоянии (когда оба тепловых потока – к проволоке и от нее – сравняются) окажется заметно меньше.

ИСТОЧНИК: Научно-популярный физико-математический журнал для школьников и студентов «Квант» №4, 1981
(******************************** с сокращениями)

Источник