Solar- Flussdichte

Fusion Reaktionen an den Kern der Macht so eine Zirkulationsströmung von unglaublichen Energien, die in der Emission von enormen Mengen von elektromagnetischer Strahlung gipfeln . Das Spektrum der Sonne folgt allgemein , was als Schwarzkörperstrahlung , die eine bestimmte Menge an Energie in einem spektralen Bereich erstreckt sich von Ultraviolett bis Infrarot enthält, bekannt. Die Form der Schwarzkörperstrahlung ist es ein relativ einfacher Prozess , um die Solarstromdichte, die die Erde trifft berechnen. Schwarzkörperstrahlung

Jedes Objekt emittiert Strahlung mit einer spektralen Struktur, die von der Temperatur und anderen Eigenschaften abhängt. Für eine überraschende Vielfalt von Objekten , haben die " andere Eigenschaften " nicht ihr Emissionsspektrum viel ändern. Diese Objekte sind Schwarzkörper genannt , und die Energie, die sie in verschiedene Wellenlängen setzen ändert , wie sie erwärmen. Sie haben bereits gesehen : der Brenner auf einem Elektroherd ist schwarz , wenn es kalt und messbare kein sichtbares Licht emittieren . Aber wie der Brenner erwärmt ändert sich seine Farbe nicht, weil die Oberfläche ändert Farben oder Änderungen chemisch oder ähnliches - einfach, weil es bei einer höheren Temperatur ist . Die Sonne ist gerade diese Art von schwarzen , aber zum Glück für alles Leben auf der Erde , es ändert sich nur die Temperatur deutlich alle paar Milliarden Jahren.
Strom aus einer Schwarzkörper

Es ist eine einfache Gleichung , die die Gesamtleistung um einen Schwarz emittiert beschreibt . Die Gleichung wird als Stefan- Boltzmann-Gesetz , und es ist mathematisch als
Total Power = Stefan- Boltzmann-Konstante x Fläche x Temperatur ^ 4 ausgedrückt. Das Stefan- Boltzmann-Konstante ist 5.67 x 8.10 W /(m ^ 2 K ^ 4) wird in Quadratmetern gemessen , und T wird in Kelvin gemessen. Die Oberfläche der Sonne ist bei etwa 5800 K , so dass die Strahlungsflussdichte an der Oberfläche der Sonne ( die Leistung in Watt von jedem Quadratmeter der Sonne emittiert ) ist
5,67 x 10 ^ -8 x 5800 ^ 2 = 64 Millionen Watt /m ^ 2 und die Gesamtleistung von der Sonne ausgestrahlt wird 3,9 x 10 ^ 26 Watt - . rund 400 Millionen Millionen Millionen Millionen Watt
Einstrahlung in Erde

wieder , zum Glück für alles Leben auf der Erde ist der Planet nicht zu nahe an der Sonne. Es ist rund 150 Millionen Kilometer entfernt. Die Energieleistung der Sonne breitet sich in einer ständig wachsenden Bereich. Bei Umlaufbahn der Erde , wird diese Energie über die Oberfläche einer Kugel mit einem Radius von 150 Millionen Kilometern verbreiten. Die Bestrahlungsstärke , die auch als Flussdichte an der Spitze der Atmosphäre der Erde , ist gleich Flussdichte
= Gesamtleistung /Fläche der Kugel enthält Umlaufbahn der Erde
Flussdichte = 3,9 x 10 ^ 26 Watt /. 2,8 x 10 ^ 23 m ^ 2 = 1377 W /m ^ 2
auf der Oberfläche der Erde

Eine weitere Möglichkeit, das Leben auf der Erde hatte Glück : Die Atmosphäre Filter aus einer Menge von der Sonnenstrahlung , die ihren Weg aus der Erdumlaufbahn macht . Es gibt keinen einfachen Weg, um mathematisch zu beschreiben , wie der Atmosphäre absorbiert Sonnenlicht. Spezifische Atome und Moleküle absorbieren bestimmte Wellenlängen gibt es allgemeine Absorptionsbereichen gibt es bestimmte Wellenlängen, die fast gar nicht gedämpft werden . Und alles davon abhängt, wie viel Atmosphäre das Sonnenlicht passiert werden durchmachen zu einem bestimmten Zeitpunkt , der von dem Winkel zwischen der Sonne und der Oberfläche der Erde zu einem bestimmten Zeitpunkt und Ort abhängt. Eine "durchschnittliche" Atmosphäre wird als " Luftmassen 1.5," oder AM1.5 , und es reduziert die Solarstromdichtezu 1000 Watt /m ^ 2 .