Физика кафедрасы
Күн радиациясының спектрлік бөлінуі
жүктеу/скачать 6,09 Mb.
|
БАЛАМАЛЫ ЭНЕРГИЯ кешен жаңа форма-2017 (10)
| Күн радиациясының спектрлік бөлінуі
Күн энергиясының спектрі атмосфераның жоғары тыс қабатында 0,20 - 5 мкм толқын ұзындығы аралығында орналасқан. Жобамен 47% радиация спектрдің көрінетін, 44%-ы инфрақызыл, ал 9%-ы ултрафиолетті бөліктерінде жатады. Жер атмосферасының шекралық тыс қабатында күн радиациясының сәулененуі 55000С-қа тең, бұл абсолюттік қара дененің сәулененуіне сәйкес келеді. 47-сурет. Күн радиациясының спектрге бөлінуі Бұл толқын ұзындығы 0,2-ден 4 мкм-ге дейінгі ультрафиолеттік сәуле, 0,4-0,78 мкм аралығындағы көрінетін сәуле және инфрақызыл ұзын толқынды сәулелерді құрайды. Күн сәулесінің ең үлкен энергетикалық потенциалы – қарқындылығы 0,5 мкм толқын ұзындығына келеді (3.5, 3.6-суреттер) [15,19,25]. Көптеген мақсаттарда (мысалы, жылу құбылыстарында) күнді абсолюттік қара дене деп алуға болады. 3.6-суретте абсолюттік қара дененің энергетикалық спектрі көрсетілген ордината осінде энергия тығыздығы, абцисса осінде аралық толқын ұзындығы (әртүрлі температураға сәйкес). 48-сурет.Абсолюттік қара дененің энергетикалық спектрі Біз көріп тұрғандай күн энергиясының жартысына жуығы толқын ұзындығы 0,35 – 0,75 мкм аралығында топталған, бұл спектрдің көрінетін бөлігі. Күн энергиясынның қалған бөлігі ултрафиолеттік спектрдің меншігіне тиеді, толқын ұзындығы 0,3 мкм, ол кіші бөлігі, ал үлкен бөлігі инфрақызыл аймағы, соңғысы бізге жылу береді [6,19,25,41]. Күнді абсольюттік қара дене десек онда өзі аты айтып тұрғандай қара дене барлық толқын ұзындығындағы энергияны жұтып отырады. Жалпы абсольюттік қара денеге жалынның қара күлін және де жанған ағаштың қара көмірін, қара материалдарды жатқызуға болады. Қара дененің сәулеленуі тең қалыпты және сәулеленуі дененің табиғатына байланысты емес, сәулелену тек қана дененің температурасына тәуелді. Қара денеден таралатын энергияның толық шамасы (сәулелену беті 1м2-тен 1сек-та ) Е (Т) = аТ4, (3.1) мұндағы, а = 5,67·10-8 Вт/(м2·К4), Т– қара дененің Кельвин шкаласы бойынша ыстықтығы. Бұл заңдылыққа а – Стефан-Больцман тұрақтысы деп аталады. Бұл заң осыдан бір ғасыр бұрын Стефанның зерттеу жұмысымен, Больцманның теориялық еңбегімен табылып, термодинамика мен электродинамиканың сәулеленуіндегі классикалық заңдардан туындаған. Квант заңдылығына негізделген абсолюттік қара денеден тарайтын энергияның шығу спектрі қалыпты болатындығын М. Планк зерттеу жұмыстарын жүргізе отырып шығарған. Вин заңы абсолютті қара дененің сәулеленуінің энергиясының шекті мәніне сәйкес келетін толқын ұзындығы λm, абсолютті температурасына (ыстықтығына) кері шама екенін белгіледі. (3.2) Абсолюттік қара дененің спектрлік қуаттылығының толқын ұзындылығына сәйкес бөлінуін Планк тағайындады. Бұл заңда сәулеленудің қуаты – бірлік аралықтағы толқын ұзындығы мен және абсолюттік қара дененің ыстықтығымен анықтайтынын көрсетеді. жүктеу/скачать 6,09 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|