Hvert objekt avgir stråling med en spektral struktur som er avhengig av temperatur og andre egenskaper . For et overraskende utvalg av objekter , gjør de " andre egenskaper" ikke endre sine utslipp spekteret mye . Disse objektene kalles blackbodies , og den energien de satt i forskjellige bølgelengder endringer som de varmer opp . Du har sett denne allerede : brenneren på en elektrisk komfyr er svart når det er kaldt og ikke avgi noen målbar synlig lys . Men som brenneren varmes opp sine fargeendringer -ikke fordi overflaten endrer farge eller endringer kjemisk eller noe sånt - bare fordi det er på et høyere temperatur . Solen er nettopp den slags black , men - heldigvis for alt liv på Jorden - det bare endrer temperaturen betraktelig med noen milliarder år .
Strøm fra en black
det er en enkel ligning som beskriver den totale kraften slippes ut av en black . Ligningen kalles Stefan - Boltzmanns lov , og det er uttrykt matematisk som
Total Power = Stefan - Boltzmanns konstant x areal x temperatur ^ 4 . Stefan- Boltzmanns konstant er 5,67 x 10-8 W /( m ^ 2 K ^ 4 ) , er område målt i kvadratmeter , og T er målt i Kelvin . Solens overflate er på ca 5800 K , så den strålende flukstetthet på overflaten av sola (kraften i watt som slippes ut fra hver kvadratmeter av solen ) er
5,67 x 10 ^ -8 x 5800 ^ 2 = 64 millioner watt /m ^ 2 , og den totale kraften slippes ut fra solen er 3,9 x 10 ^ 26 watt - . om lag 400 millioner kroner millioner millioner watt
Irradians på jorden
Igjen , heldigvis for alt liv på jorden , er planeten ikke for nær solen. Det er om lag 150 millioner kilometer unna. Denne utgangsenergi fra solen sprer seg ut i en stadig voksende sfære. At jordbanen , er at energi spres over overflaten av en kule med en radius på 150 millioner kilometer . Irradiansen , også kalt flukstetthet , på toppen av jordas atmosfære , er lik
flukstetthet = total effekt /areal på sfære inneholder jordas bane
flukstetthet = 3,9 x 10 ^ 26 watt /. 2,8 x 10 ^ 23 m ^ 2 = 1377 W /m ^ 2
på jordens overflate
Én måte livet på Jorden hadde flaks : atmosfæren filtre ut mye av solens stråling som gjør sin vei ut til jordas bane . Det er ingen enkel måte å matematisk beskrive hvordan atmosfæren absorberer sollys . Spesifikke atomer og molekyler absorberer bestemte bølgelengder , er det generell absorpsjon regioner , er det visse bølgelengder som er knapt svekket i det hele tatt . Og alt dette er avhengig av hvor mye atmosfære sollys skjer for å gå gjennom i et gitt øyeblikk , noe som er avhengig av vinkelen mellom solen og overflaten av jorden til en bestemt tid og sted. En "gjennomsnittlig " atmosfære kalles en " luftmasse 1,5 ", eller AM1.5 , og det reduserer solens flukstetthet til 1000 watt /m ^ 2 .