ПРИРОДА СОЛНЕЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
Сонячне випромінювання характеризується широким спектральним
Вираз «щільність потоку випромінювання» використовується для позначення потужності випромінювання, пріходяшего на 1 м2 поверхні. Ми також будемо поль-тися вираженням «спектральна щільність потоку випромінювання» для позначення-чення потужності, що припадає на одиничний частотний інтервал або на оди - нччний інтервал довжин хвиль.
Приблизний розподіл енергетичного потоку сонячного випромінюючи-ня по різним спектральним діапазонами має наступний вигляд:
Інфрачервоний діапазон і довші
хвилі (/<400 ТГц, X> 750 нм).
Видимий спектр (400 ТГц
частоти (/> 750 ТГц, X <400 нм)
Більш детальний опис сонячного випромінювання представлено в табл. 10.1, в якій наведена частка сонячної постійної G в частотному діапазоні,
лежачому вище заданого значення частоти / В графічному вигляді спект-рального розподіл потужності сонячного випромінювання представлено на рис. 10.1. Для порівняння на цьому ж малюнку показані два спектральних розподілу випромінювання абсолютно чорного тіла, що має температур 6000 К, відповідних рівним інтервалах по довжині хвиль і частоті изл> - чення. Обидва цих розподілу, хоча і описують один і той же випромінювання, але мають максимуми в різних точках спектра. Для кращого розуміння цього факту вирішите задачу 10.5.
Мал. 10.1. Спектральний розподіл щільності потоку сонячного ізлучен- '• в порівнянні зі спектральним розподілом абсолютно чорно про тіла
Все, про що ми говорили вище, відноситься до сонячного випромінювання на ВН: птней межі земної атмосфери. Щільність потоку сонячного випромінювання поверхні Землі через вплив атмосфери виявляється менше, ніж в повітряному просторі. Випромінювання з частотою понад 1000 ТГц (X <300 на поглощается главным образом в верхних слоях атмосферы в результате фоте мических реакций, приводящих к фотоионизации и нагреву воздуха. Эта ча спектра содержит в себе всего около 1,3 % энергии потока солнечного излучен* Озоновый слой, находящийся на высоте около 25 км, поглощает большую часГ энергии высокочастотной части спектра, поскольку он практически непро цаем для ультрафиолетового излучения. Если бы плотность атмосферы во вег точках была равна её плотности на уровне моря, то толщина атмосферы б бы всего около 8 км, а озонового слоя около 2 мм.
Таблиця 10.1. Характеристики щільності потоку сонячного випромінювання. Частка від сумарної щільності енергетичного потоку (сонячної посто-начення G)
Незважаючи на те що в природі сонячного випромінювання лежать різні фізичні механізми, в цілому воно приблизно відповідає випромінюванню абсолютно чорного тіла. Енергія, яка припадає на одиницю об'єму і одиницю частотного інтервалу всередині порожнього абсолютно чорного тіла (Дж # 9632; м-3 • Гіг1), описується законом Планк *.
d / с3 ехр (/ г / 'А 7 ") - I'
У представленому вище вираженні W - концентрація енергії в одиниці орб'ема. Потік енергії дорівнює добутку концентрації енергії на швидкість світла (аналогічно потоку частинок, що дорівнює добутку питомої концентрації частинок на їх швидкість). Потік енергії (Вт • м 2 • Гц-1), як би сказано вище, дорівнює щільності потужності випромінювання Р
df з ехр (/ г /. кТ) - 1 '
У перерахунку на одиничний інтервал довжин хвиль (Вт • м 2 • м-1)
СГК ехр [he кТ) -1
Опис спектра сонячного випромінювання як випромінювання абсолютно чорно тіла (АЧТ) призводить до найкращого збігу форм спектрів при темпера! v - ре чорного тіла 6000 К і рівності значень інтегральних щільності потік випромінювання на відстані однієї астрономічної одиниці (1360 Вт / м2) п температурі АЧТ, рівній 5800 К.
Вище ми говорили про те, що газ, що знаходиться в цилиндрич-ському посудині з поршнем, може здійснювати роботу. Яка ця робота? Сила, що діє на поршень з боку газу, дорівнює РА, де А ...
Підіб'ємо деяку кількість Q теплоти до газу, находящему- # 9632 ;. циліндрі з адіабатичними стінками і поршнем всередині, який може # 9632; сремещаться без тертя. Наявність адиабатических стінок означає, що тепло - р ...
При зміні температури деякого фіксованого коли-пра газу буде змінюватися його внутрішня енергія. Якщо при цьому обсяг газу залишається постійним (наприклад, газ поміщений в посудину з жорсткими стінками), то зміна його ...