Question

已知太阳每秒辐射出3.8×1026焦的能量．问：（1）太阳每秒钟损失多少吨质量？（2）假设太阳放射出的能量

Answer 1

（1）根据爱因斯坦质能方程，得：△E=△mc²

△m＝

△E

c2＝

3.8×1026

(3.0×108)kg＝4.2×109kg＝4.2×106（吨）

（2）每秒太阳发生的核反应的次数：n=[△E

E0＝

3.8×1026

28×106×1.6×10?19＝8.482×1037（次）

地球轨道所在处的球面的面积：S=4πr²=4×3.14×（1.5×10¹¹）²=2.826×10²³m²；

地球上在与太阳垂直的每平方米面积上每秒中微子个数：N＝2×

n/S＝2×

8.482×1037

2.826×1023＝6.00×1014个

（3）10%的太阳质子全部“燃烧”的时间：M_日×10%=n?4m_P×t

所以：t＝

M日×10%

n×4mP＝

2.0×1030×0.1

8.482×1037×4×1.7×10?27]=3.468×10¹⁷s=1.10×10¹⁰年

答：（1）太阳每秒钟损失4.2×10⁶吨质量；

（2）假设太阳放射出的能量是由于“燃烧氢”的核反应

411H→

42He+2e^-+2v提供，这一核反应放出28MeV（百万电子伏特）的能量．式中e^-为电子，v为中微子．中微子是一种质量远小于电子质量、穿透力极强的中性粒子．地球上在与太阳垂直的每平方米面积上每秒有6.00×10¹⁴个中微子（v）到达．

（3）假设原始的太阳全部由质子和电子组成，且仅有10%的可供“燃烧”，估算太阳的寿命约1.1×10¹⁰年．