Question

太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P₀=3.8×10²⁶W。
(1)估算一下太阳每秒钟损失的质量。
(2)设太阳上的核反应都是，这种形式的反应（v₀是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透能力极强的中性粒子），地日距离L=1.5×10¹¹m，试估算每秒钟太阳垂直照射在地球表面上每平方米有多少中微子到达？
(3)假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命。(太阳质量为2.0×10³⁰ kg，原子质量为1.67×10^-27 kg)

Answer 1

解：(1)太阳每秒钟放出的能量△E=P₀t=3.8×10²⁶ J
由质能方程△E=△mc²可得：
(2)每秒钟聚变反应的次数（次）
每秒钟产生的中微子数n₁=2n=16.96×10³⁷（个）
距太阳L=1.5×10¹¹m的球面面积S=4πL²=4×3.14×(1.5×10¹¹)² m²=28.26×10²² m²
每平方米的中微子数（个）
(3)能发生反应的质子总质量m₁=2.0×10³⁰×10% kg
每次聚变反应用4个质子
每秒钟用的质子数n=4×8.48×10³⁷（个）
每个质子的质量m₀=1.67×10^-27 kg
太阳的寿命=3.53×10¹⁷s=112（亿年）