 |
A P. 4872. feladat (2016. október) |
P. 4872. Adjunk becslést, hogy mennyi idő alatt nyel el a déli napsütésben egy Balaton-parti strandoló a napsugárzásból annyi energiát, amennyi gamma-sugárzás esetén halálos egésztest-dózist (6 Gy) jelentene.
Szilárd Leó verseny feladata nyomán
(4 pont)
A beküldési határidő 2016. november 10-én LEJÁRT.
Megoldás. A 6 gray dózis kilogrammonként 6 J energia elnyelését jelenti, tehát egy átlagos (70 kg-osnak becsült) testtömegű ember esetében ez kb. 400 joule energiának felel meg. Táblázati adatok szerint a Nap sugárzásából eredően a földi légkör 1 négyzetméterére merőlegesen beeső teljesítmény 1 360 watt.
Megjegyzés. Ez a mennyiség, amelyet napállandónak neveznek, a napfoltokkal összhangban jelentősen ingadozik, ezért nem tekinthető igazi fizikai állandónak. 1838-ban Claude Servais Mathias Pouillet francia fizikus egy vízzel telt edényben nyelette el a Nap sugárzását és mérte a víz hőmérsékletének változását, és abból kiszámította a napállandót.
A napsugárzás intenzitása a légkörben történő elnyelődés miatt a Föld felszínénél kisebb, mint a napállandó, körülbelül 700 W/m\(\displaystyle ^2\). Ha egy felnőtt ember testfelületének napsütötte részét 0,5 m\(\displaystyle ^2\)-nek vesszük (pontosabb értékre egy nagyságrendi becslésben nincs is szükség), akkor az elnyelt napsugárzás teljesítménye (ha a bőr a sugárzást teljes egészében elnyelné) 350 watt lenne. (A tényleges érték – a bőr színétől függően – ennek kb. a fele.) Ilyen teljesítmény mellett a 400 joule energia kb. 1-2 másodperc alatt nyelődik el, ennyi idő alatt éri el az elnyelt egésztest-dózis a gamma sugárzás halálos értékét.
Szerencsére a Nap sugárzása nem gamma-sugárzást, hanem zömében látható fényt (és egy kevés UV-fényt) tartalmaz, aminek biológiai károsító hatása lényegesen kisebb, mint a gamma-sugárzásé. Emiatt ha nem is órákon keresztül, de néhány másodpercnél azért hosszabb ideig tartózkodhatunk a napsütötte Balaton-parton.
Statisztika:
29 dolgozat érkezett. 4 pontot kapott: Csuha Boglárka, Debreczeni Tibor, Di Giovanni András, Fekete Balázs Attila, Krasznai Anna, Markó Gábor, Nagy 555 Botond, Páhoki Tamás, Paulovics Péter, Szentivánszki Soma , Tóth 111 Máté , Tóth 420 Péter, Török Péter, Wesniczky Albert. 3 pontot kapott: Ardai István Tamás, Balog 518 Lóránd, Csire Roland, Illyés András, Magyar Máté, Mocskonyi Mirkó, Ónodi Gergely, Pszota Máté, Simon Ákos, Tófalusi Ádám. 2 pontot kapott: 3 versenyző. 1 pontot kapott: 1 versenyző. 0 pontot kapott: 1 versenyző.
A KöMaL 2016. októberi fizika feladatai