Задача-виэ

Как определяется полное количество энергии, излучаемое 1 м² поверхности в 1 сек.ОТВЕТКак определяется полное количество энергии, излучаемое 1 м² поверхности в 1 сек Е (Т) = аТ⁴

где а = 5,67·10^-8 Вт/(м²К⁴), Т- абсолютная температура абсолютно черного тела по шкале Кельвина.Эта закономерность называется законом излучения Стефана-Болъцмана.Она была установлена еще в прошлом веке на основе многочисленных экспериментальных наблюдений и Стефаном, теоретически обоснована Л. Больцманом, исходя из классических законов термодинамики и электродинамики равновесного излучения, а впоследствии, в начале нашего столетия было выяснено, что эта закономерность вытекает из квантового закона распределения энергии в спектре равновесного излучения, выведенного М. Планком.

Расчетная методика для определения длина волны λ_m, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного телаСогласно закону смещения Вина, длина волны λ_m, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре T:

Закон распределения спектральной мощности излучения абсолютно черным телом был ус­тановлен Планком, называется он поэтому законом излучения Планка. Этот закон устанавливает,что мощность излучения в единичном интервале длин волн определяется температурой Т абсолютно черного тела: Причем, Вывод этой формулы помимо предположения о термодинамической равновесности излучения основывается на квантовой его природе, т. е. энергия излучения суммируется из энергии отдельных квантов с энергией Е_ч =hv. Заметим, что представляет полную энергию, излучаемую единицей поверхности абсолютно черного тела в телесный угол 2π за 1 сек, во всем интервале частот, и она совпадает с закономерностью Стефана-Больцмана

Расчетная методика для определения оптическую массу пройденное прямыми солнечными лучами через атмосферуРасстояние, пройденное прямыми солнечными лучами через атмосферу, зависит от угла падения (зенитного угла) и высоты расположения наблюдателя над уровнем моря.Мы предполагаем наличие ясного неба без облаков, пыли или загрязнений воздуха. Так как верхняя граница атмосферы точно не определена, более важным фактором, чем пройденное расстояние, является взаимодействие излучения с атмосферными газами и парами.Прямой поток, нормально проходящий сквозь атмосферу при нормальном давлении, взаимодействует с определенной массой воздуха. Увеличение длины пути при наклонном падении луча.

Прямой поток, нормально проходящий сквозь атмосферу при нормальном давлении, взаимодействует с определенной массой воздуха. Увеличение длины пути при наклонном падении луча.

Оптическая масса m = secθ_z:1-длина пробега, увеличенная на коэффициент т; 2-нормальное падениеПод углом θ_z, по сравнению с путем при нормальном падении, называется оптической массой и обозначается символом т.Из рисунка без учета кривизны земной поверхности получаем m=secθ_z.

Расчетная методика для определения интенсивность космического солнечного излучения (солнечная постоянная) S_o, полученная от СолнцаЕсли радиус Земли R, а интенсивность космического солнечного излучения (солнечная постоянная) S_o, то полученная от Солнца энергия составляет πR² (1 — ρ₀)So.Эта энергия равна энергии, излучаемой в космическое пространство Землей с излучательной способностью ε = 1 и средней температурой Т_е, Следовательно .

Спектральное распределение длинноволнового излучения поверхности Земли, наблюдаемого из космоса, примерно соответствует спектральному распределению абсолютно черного тела при температуре 250 К.Излучение атмосферы распространяется как к поверхности Земли, так и в противоположном направлении. Эффективная температура черного тела Земли как излучателя эквивалентна температуре, с которой излучают внешние слои атмосферы, а не поверхность Земли.

Расчетная методика для определения поток и плотности лучистой энергии солнцаВ метеорологии потоки лучистой энергии подразделяются на коротковолновую радиацию с длинами волн от 0,2 до 5,0 мкм и длинноволновую радиацию с длинами волн от 5,0 до 100 мкм . Потоки коротковолновой солнечной радиации подразделяются на:- прямые;

- рассеянные(диффузнные);- суммарные.Солнечной энергией W-называют энергию, переносимую электромагнитными волнами.Единицей энергии излучения W в международной системе единиц СИ является 1 джоуль.Лучистый поток Ф_э- который определяется формулой: Ф_э=W/t,

где W- энергия излучения за время t.

Полагая W=1 Дж, t=1 с, получим: 1 СИ (Ф_э)=1 Дж/1 сек=1 Вт.Плотность лучистого потока излучения (поток радиации I) который определяется формулой:где Ф_э- поток излучения, равномерно падающий на поверхность S.

Полагая Ф_э=1 Вт, S=1 м², находим: 1 СИ (Е_э)=1 Вт/ 1 м²=1 Вт/м².