Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.20 Задания СтатГрада

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#120443

Порог чувствительности человеческого глаза к свету составляет примерно 5 фотонов в секунду при длине волны λ= 600  нм. Солнечная постоянная для примерно круговой орбиты Земли радиусом RЗ = 150  миллионов километров равна               2
C З = 1,36 кВт/м  . Оцените, с какого максимального расстояния R  человек ещё сможет увидеть Солнце своим глазом, если диаметр D  его зрачка может достигать 8 мм? Ответ дайте в световых годах. Считайте, что значение C  относится к той же длине волны λ  , а полная мощность световой энергии Солнца не зависит от расстояния до него. Справка: солнечная постоянная – величина, численно равная суммарной мощности солнечного излучения, падающего на участок поверхности площадью 1 квадратный метр перпендикулярно этому участку. Световой год – расстояние, которое проходит свет в вакууме за один земной год.

Источники: Статград 20.10.2022 Физика 1

Показать ответ и решение

Поскольку полная мощность световой энергии, излучаемая Солнцем не зависит от расстояние R  до него, то мощность в каждой точке на расстоянии R  от Солнца равна

P = C ⋅4πR2,

где C  - плотность мощности.
Из определения солнечной постоянной следует, что

P = C ⋅4πR2 = CЗ ⋅4πR2З,

        2
C = C-ЗR2З. (1)
     R

Из определения солнечной постоянной следует, что полная мощность световой энергии, проходящая на Земле через зрачок с площадью       D2-
Sзр = π 4  равна

                      2   −6
Pзр = CЗSзр = 1,36⋅103⋅π8--⋅10-- ≈ 6,83⋅10−2 Вт.
                        4

Оценим пороговую мощность для глаза Pп  соответствующую энергии 5 фотонов, переносимых за τ = 1  c, при длине волны λ = 600  нм

     5hc-  5⋅6,6-⋅10−34⋅3⋅108-        −18
Pп = τ ⋅λ =    1⋅6⋅10−7     = 1,65⋅10   Вт.

Тогда из (1) следует, что

      ∘ ----          ∘ -------−2-
R = R⋅  Pзр = 1,5⋅1011⋅  6,83⋅10−18-≈ 3,05⋅1019 м.
         Pп             1,65 ⋅10

Один световой год из определения равен

    9                   15
3⋅10 ⋅365⋅24⋅3600 = 9,5 ⋅10  м.

Тогда невооружённым глазом человек сможет увидеть Солнце с расстояния

          19
R = 3,05⋅1015 ≈ 3226 световых лет.
    9,5⋅10
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!