Спектр сонячного випромінювання: опис, особливості та цікаві факти


Опубликованно 11.08.2018 22:20

Спектр сонячного випромінювання: опис, особливості та цікаві факти

Сонце грає важливу роль для нас на Землі. Воно забезпечує планету і все, що на ній знаходиться важливими факторами, такими як світло і тепло. Але що таке сонячне випромінювання, спектр сонячного світла, як все це впливає на нас і на глобальний клімат в цілому?

Що таке сонячна радіація?

Погані думки зазвичай приходять на думку, коли ви думаєте про слово "радіація". Але сонячна радіація насправді дуже хороша річ - це сонячне світло! Кожна жива істота на Землі залежить від нього. Він необхідний для виживання, зігріває планету, забезпечує живлення для рослин.

Сонячне випромінювання - це весь світ і енергія, які виходять від сонця, і є багато різних його форм. В електромагнітному спектрі розрізняють різні типи світлових хвиль, що випромінюються сонцем. Вони схожі на хвилі, які ви бачите в океані: вони переміщаються вгору і вниз і з одного місця в інше. Спектр сонячного вивчення може мати різну інтенсивність. Розрізняють ультрафіолетове, видиме і інфрачервоне випромінювання.

Світло - рухома енергія

Спектр сонячного випромінювання образно нагадує клавіатуру піаніно. Один її кінець має низькі ноти, в той час як інший - високі. Те ж саме відноситься і до електромагнітного спектру. Один кінець має низькі частоти, а інший - високі. Низькочастотні хвилі є довгими протягом заданого періоду часу. Це такі речі, як радар, телевізор і радіохвилі. Високочастотні випромінювання - це високоенергетичні з короткою довжиною хвилі. Це означає, що довжина самої хвилі дуже коротке для даного періоду часу. Це, наприклад, гамма-промені, рентгенівські і ультрафіолетові промені.

Ви можете думати про це так: низькочастотні хвилі схожі на підйом на пагорб з поступовим підняттям, в той час як високочастотні хвилі схожі на швидкий підйом крутий, майже вертикальний пагорб. При цьому висота кожного пагорба однакова. Частота електромагнітної хвилі визначає, скільки енергії вона несе. Електромагнітні хвилі, які мають більшу довжину і, отже, більш низькі частоти, які несуть набагато менше енергії, ніж з короткими довжинами і більш високими частотами.

Ось чому рентгенівські промені і ультрафіолетове випромінювання можуть бути небезпечними. Вони несуть так багато енергії, що, якщо потрапляють у ваше тіло, можуть пошкодити клітини і викликати проблеми, такі як рак і зміна в ДНК. Такі речі, як радіо і інфрачервоні хвилі, які несуть набагато менше енергії, насправді не роблять на нас ніякого впливу. Це добре, тому що ви, звичайно, не хочете піддавати себе ризику, просто включивши стерео.

Видимий світ, який ми і інші тварини можемо бачити нашими очима, розташований майже в середині спектра. Ми не бачимо ніяких інших хвиль, але це не означає, що їх там немає. Насправді, комахи бачать ультрафіолетове світло, але не наш видимий. Квіти виглядають для них зовсім по-іншому, ніж для нас, і це допомагає їм знати, які рослини відвідати і від яких з них триматися подалі.

Джерело всієї енергії

Ми приймаємо сонячне світло як належне, але так не повинно бути, тому що, по суті, вся енергія на Землі залежить від цієї великої, яскравої зірки в центрі нашої Сонячної системи. І поки ми перебуваємо в ній, ми повинні також сказати спасибі нашій атмосфері, тому що вона поглинає частину випромінювання, перш ніж воно досягне нас. Це важливий баланс: занадто багато сонячного світла, і на Землі стає жарко, дуже мало, і вона починає замерзати.

Проходячи через атмосферу, спектр сонячного випромінювання біля поверхні Землі дає енергію в різних формах. Для початку розглянемо різні способи її передачі: Провідність (кондукція) - це коли енергія передається від прямого контакту. Коли ви обжигаете руку гарячою сковородою, тому що забули надіти прихватку, це провідність. Посуд передає тепло вашій руці через прямий контакт. Крім того, коли ваші ноги торкаються холодної плитки у ванній вранці, вони переносять тепло на підлогу через прямий контакт - провідність в дії. Розсіювання - це, коли енергія передається через струми в рідині. Це також може бути і газ, але процес у будь-якому випадку буде такою ж. Коли нагріта рідина, збуджені молекули, розрізнені і менш щільні, тому вони прагнуть вгору. Коли вони остигають, знову падають вниз, створюючи клітинний поточний шлях. Радіація (випромінювання) - це, коли енергія передається у вигляді електромагнітних хвиль. Подумайте про те, як добре сидіти поруч з багаттям і відчувати, як вітальне тепло випромінюється від нього до вас - це радіація. Радіохвилі, світлові та теплові хвилі можуть подорожувати, переміщаючись з одного місця в інше без допомоги яких-небудь матеріалів.

Основні спектри сонячного випромінювання

Сонце володіє різним випромінюванням: від рентгенівських променів до радіохвиль. Сонячна енергія - це світло і тепло. Його склад: 6-7 % ультрафіолетового світла, близько 42 % видимого світла, 51 % ближнього інфрачервоного.

Ми отримуємо сонячної енергії при інтенсивності 1 кіловат на квадратний метр на рівні моря протягом багатьох годин в день. Близько половини випромінювання знаходиться у видимій короткохвильової частини електромагнітного спектра. Інша половина - в ближній інфрачервоній, і трохи в ультрафіолетовому відділі спектру. Ультрафіолетове випромінювання

Саме ультрафіолетове випромінювання в сонячному спектрі має більшу інтенсивність, ніж інші: до 300-400 нм. Частина цього випромінювання, яке не поглинається атмосферою, виробляє засмага або сонячний опік для людей, які були в сонячному світлі протягом тривалих періодів часу. Ультрафіолетове випромінювання в сонячному світлі має як позитивні, так і негативні наслідки для здоров'я. Він є основним джерелом вітаміну D. Видиме випромінювання

Видиме випромінювання в сонячному спектрі має інтенсивність середнього рівня. Кількісні оцінки потоку і варіації його спектрального розподілу у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах електромагнітного спектра представляють великий інтерес при вивченні сонячно-наземних впливів. Діапазон від 380 до 780 нм видно неозброєним поглядом.

Причина в тому, що основна частина енергії сонячної радіації зосереджена в цьому діапазоні і вона визначає теплове рівновагу атмосфери Землі. Сонячне світло є ключовим фактором в процесі фотосинтезу, який використовується рослинами та іншими автотрофними організмами для перетворення світлової енергії в хімічну, яка може бути використана в якості палива для організму. Інфрачервоне випромінювання

Інфрачервоний спектр, який охоплює від 700 нм до 1 000 000 нм (1мм), містить важливу частину електромагнітного випромінювання, яке досягає Землі. Інфрачервоне випромінювання в сонячному спектрі має інтенсивність трьох видів. Вчені ділять цей діапазон на 3 типу на основі довжини хвилі: A: 700-1400 нм. B: 1400-3000 нм. C: 3000-1 мм.

Висновок

Багато тварин (включаючи людину) мають чутливість в діапазоні приблизно від 400-700 нм, і корисний спектр колірного зору у людини, наприклад, становить приблизно 450-650 нм. Крім ефектів, які виникають на заході і сході сонця, спектральний склад змінюється, в першу чергу, по відношенню до того, як безпосередньо сонячне світло потрапляє на землю.

Кожні два тижні Сонце забезпечує нашу планету такою кількістю енергії, що її вистачає всім жителям на цілий рік. У зв'язку з цим все частіше сонячне випромінювання розглядають, як альтернативне джерело енергії. Автор: Катерина Нікітіна 13 Липня, 2018


banner14

Категория: Студентам