131. Natężenie światła docierającego do Wenus
Słońce - fabryka energii w Układzie Słonecznym
Słońce jest największym ciałem w Układzie Słonecznym. Jest też największym źródłem promieniowania, od fal długich (radiowych) po bardzo krótkie (rentgenowskie i gamma).
Najważniejszym dla człowieka rodzajem promieniowania Słońca jest światło w zakresie od podczerwieni do nadfioletu.
Całe życie na Ziemi zależy od promieniowania Słońca. Znajomość tego promieniowania to konieczność. Wynika to nie tylko z przesłanek naukowych lecz również praktycznych.
Wykorzystywane przez człowieka paliwa kopalne (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny) powstały dzięki docierającemu do Ziemi promieniowaniu słonecznemu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych (jest ich skończona ilość) narzuca konieczność poszukiwania alternatywnych źródeł energii. Jednym z nich jest wykorzystywanie na różne sposoby energii Słońca. Stąd pomysł biopaliw.
Biopaliwa, czyli paliwa wytwarzane z substancji pochodzenia organicznego, też mają swoje pierwotne źródło w energii słonecznej.
Produkcja biopaliw w Polsce ma opierać się na rzepaku i innych roślinach oleistych. Oznacza to, że rośnie wartość każdego skrawka uprawnej ziemi. Rośnie też wartość tzw. nieużytków. Bo tam właśnie istnieje magazyn organizmów roślinnych i zwierzęcych niezbędnych do wydajnej produkcji na polach uprawnych. Nieużytki i pola uprawne będą sprawniej produkować, gdy będą zawierały więcej gleby, więcej humusu. A to z kolei oznacza zmagazynowanie tam energii słonecznej w biomasie, no i oczywiście wielu związków chemicznych niezbędnych do sprawnego funkcjonowania tam organizmów żywych.
Promieniowanie Słońca
Natężenie promieniowania słonecznego
Natężenie promieniowania słonecznego – natężenie światła
Rozwiązanie – wyprowadzenie wzoru (zależności)
Zadanie
Na orbicie ziemskiej natężenie światła ma wartość 1370 watów na metr kwadratowy. Oznacza to, że do powierzchni o wartości 1 metr kwadratowy ustawionej prostopadle do kierunku rozchodzenia się światła słonecznego w ciągu każdej sekundy dociera energia o wartości około 1370 dżuli.
Zakładamy, że orbity planet mają kształt okręgów.
Znając promienie orbit innych planet obliczyć jaka jest spodziewana wartość energii słonecznej docierającej do powierzchni 1 metra kwadratowego ustawionego na orbicie wybranej planety.
Płaszczyznę odbierającą promieniowanie Słońca ustawiamy prostopadle do kierunku promieni słonecznych.
Dane można znaleźć na stronie
Układ Słoneczny - długość wielkiej półosi orbit planet
Określenia
natężenia promieniowania I
mocy źródła P
natężenia promieniowania na orbicie Ziemi I0
Założenia
Korzystając z podanych wzorów można obliczyć oczekiwaną wartość natężenia promieniowania na orbitach innych planet.
Przykładowo obliczymy przewidywana wartość natężenia promieniowania słonecznego dla Wenus.
Dla Wenus promień orbity planety (wielka półoś) ma wartość 0,72333 jednostki astronomicznej. 1 jednostka astronomiczna (1AU) =149597870km.
Do obliczeń nie będziemy jej wykorzystywać. Skorzystamy z warunku (założenia), że słońce emituje swoje promieniowanie równomiernie we wszystkich kierunkach. Mówimy inaczej, że promieniowanie Słońca ma symetrię sferyczną. Oznacza to, że w każdym punkcie odległym od środka Słońca o tę samą wartość natężenie promieniowania słonecznego będzie takie samo.
Wykorzystamy wzór na powierzchnię sfery (pole kuli, pole powierzchni kulistej).
Rozwiązanie – wyprowadzenie wzoru (zależności)
Rozwiązanie końcowe
Dla orbity Ziemi bierzemy promień równy jedności r0 = 1AU
Wtedy wzory upraszczają się
Orbity planet Ukłladu Słonecznego
Wielkie półosie planet Układu Słonecznego
Cykl slajdów z grawitacji
Grawitacja
Potrzebujesz jeszcze informacji, przykładów, zadań, wyjaśnień?
Skorzystaj z wyszukiwarki zamieszczonej niżej.
Wpisz słowo, które może pomóc znaleźć Ci potrzebne informacje.
131.8-2008.07.23
kontakt