<P style="TEXT-ALIGN: center"> </P>
<P>지구과학방에도 올렸는데 광전효과니 뭐니 물리를 알아야지만 풀 수 있을 것 같아서 질문드려요!</P>
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<P><제시문></P>
<P>태양은 단위시간당 일정한 에너지를 빛의 형태로 사방으로 균일하게 방출한다. 지구는 태양으로부터 빛의 속도로 달려도 8분이나 걸릴 정도로 멀다. 따라서 지구에 도달한 태양광선은 거의 평행하게 진행하고, 지구 전체에 입사하는 에너지는 태양이 방출한 에너지의 극히 일부분이다.</P>
<P>대기와 구름의 영향을 무시하면 지구 위 어느 지점의 해수면에 단위시간, 단위면적당 입사하는 태양에너지는 태양의 고도에 의해 결정된다. 한편 태양의 고도는 그 지점의 위도와 경도, 그리고 계절과 시각에 따라 변한다. 그림 6에서는 계절에 따른 지구의 위치변화를 보여주고 있다.</P>
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<IMG class=tx-daum-image style="CLEAR: none; FLOAT: none" hspace=1 src="https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/134BC2044B02223123" width=347 vspace=1 border=0 actualwidth="347"></P>
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<P>(a) 태양이 단위시간당 방출하는 에너지를 P라고 할 때, 단위시간동안 지구 전체에 입사하는 태양에너지를 구하시오. 지구의 반지름은 R이고, 지구의 공전궤도는 반지름이 L인 원이라고 가정한다.</P>
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<P>(b) 금속판을 적도의 해수면에 평행하게 놓고, 광전효과를 이용해 태양에너지를 광전자의 운동에너지로 바꾸는 실험을 했다. 단위면적에 춘분 하루 동안 입사한 태양에너지를 <SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; LINE-HEIGHT: 21px; FONT-FAMILY: '바탕'; LETTER-SPACING: 0px; TEXT-ALIGN: justify">σ</SPAN>라고 놓고, 단위면적의 금속판으로 생산할 수 있는 최대 운동에너지를 구하시오. 단, 태양광선은 파장이 <SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; LINE-HEIGHT: 21px; FONT-FAMILY: '바탕'; LETTER-SPACING: 0px; TEXT-ALIGN: justify">λ</SPAN>인 단색광이라고 가정한다. 금속판의 일함수는 W이고, 단색광의 진동수는 금속의 문턱진동수보다 크며, 광속도는 c, 플랑크 상수는 h이다.</P>
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<P>(c) 지구의 자전주기를 T라고 할 때, 적도에 위치한 단위면적의 해수면에 춘분 하루 동안 입사한 태양에너지 <SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; LINE-HEIGHT: 21px; FONT-FAMILY: '바탕'; LETTER-SPACING: 0px; TEXT-ALIGN: justify">σ</SPAN>를 구하시오.</P>
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<P>(a)는 P를 지구의 공전궤도 반지름이 L인 구의 겉넓이로 나누고 지구의 단면적을 곱하면 되는 것인가요?</P>
<P>P <SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; LINE-HEIGHT: 21px; FONT-FAMILY: '바탕'; LETTER-SPACING: 0px; TEXT-ALIGN: justify">π R(2)/4</SPAN> <SPAN style="FONT-SIZE: 10pt; COLOR: #000000; LINE-HEIGHT: 21px; FONT-FAMILY: '바탕'; LETTER-SPACING: 0px; TEXT-ALIGN: justify">πL(2) 이렇게요? ㅠ_ㅠ (b)와 (c)는 더 못하겠어요!!!</SPAN></P>
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(a)번은 님의 생각이 맞는 거 같고요, (b)는 릴라님 생각이 맞는 거 같습니다. (c) 단위면적을 정하고, 그 단위면적이 받는 태양에너지량을 적분을 통해 합치면 될 듯 합니다. 태양빛과 해수면이 이루는 각도가 있을 때 태양빛의 방향 기준으로 지표면의 sin성분만이 에너지를 흡수한다고 생각하면 될 듯 합니다(태양빛과 수직방향). 자전주기는 각속도를 알기 위해 필요한 것이고요, 각도는 0에서 π까지 적분하면 되겠네요. 계산은 님이 한 번 해보시길 바랍니다. ^^;;
첫댓글 (b) σ(hc/λ - w ) / (hc/λ) 일듯 보입니다. 정확하진 않습니다. 광전효과에서 전자 하나의 운동에너지는 hf-w 입니다. f=c/λ입니다.... (c)는 평균을 말하는 것인지? 문제가 좀 애매한듯 보입니다.
(a)번은 님의 생각이 맞는 거 같고요, (b)는 릴라님 생각이 맞는 거 같습니다. (c) 단위면적을 정하고, 그 단위면적이 받는 태양에너지량을 적분을 통해 합치면 될 듯 합니다. 태양빛과 해수면이 이루는 각도가 있을 때 태양빛의 방향 기준으로 지표면의 sin성분만이 에너지를 흡수한다고 생각하면 될 듯 합니다(태양빛과 수직방향). 자전주기는 각속도를 알기 위해 필요한 것이고요, 각도는 0에서 π까지 적분하면 되겠네요. 계산은 님이 한 번 해보시길 바랍니다. ^^;;
식은 ∫ (0 에서 T/2 까지) {P/[4π*L^2]}*sin[(2π/T)*t] dt 가 되고, 계산한 값은 PT/[4π^2*L^2] 이 나오네요. 제가 계산을 잘못했을 수도 있으니, 고수님의 검토 바랍니다.
계산은 안해봤지만, 식 맞는거 같습니다....그냥 단위면적당 빛이 하루동안 받는 양을 구하면 되는 것이군요. 감사합니다.
정말 감사합니다.! 다들 대단하세요~!! 그런데 (b)에서 hc/λ - w 이것은 알겠는데 왜 앞에 σ를 곱하고 hc/λ 이것으로 나누어주나요? 그냥 운동에너지값을 구하는 거니 hc/λ - w만 써도 답이 되는것은 아닌가요?
hc/λ - w 이것은 전자 하나의 운동에너지 입니다......단위면적당 전자가 몇개가 방출이 되는 가를 계산해야겠죠....전자의 개수는 빛의 세기와 관련되었기에...개수는 σ/(hc/λ) 이렇게 되겠지요.
아항.. 그렇구나.. 감사합니다!!!