Saulė vaidina svarbų vaidmenį mums Žemėje. Jis aprūpina planetą ir viską, kas yra joje, svarbiais veiksniais, tokiais kaip šviesa ir šiluma. Bet kas yra saulės spinduliuotė, saulės spindulių spektras, kaip visa tai veikia mus ir visą pasaulio klimatą?
Kas yra saulės spinduliuotė?
Blogos mintys dažniausiai ateina į galvą, kai pagalvoji apie žodį „radiacija“. Tačiau saulės spinduliuotė iš tikrųjų yra labai geras dalykas – tai saulės šviesa! Kiekviena gyva būtybė Žemėje priklauso nuo jo. Jis būtinas išlikimui, šildo planetą, aprūpina augalus maistu.
Saulės spinduliuotė – tai visa šviesa ir energija, kuri sklinda iš saulės, ir yra daug skirtingų jos formų. Elektromagnetiniame spektre išskiriami skirtingi saulės skleidžiamų šviesos bangų tipai. Jie yra kaip bangos, kurias matote vandenyne: jos juda aukštyn ir žemyn ir iš vienos vietos į kitą. Saulės tyrimo spektras gali būti įvairaus intensyvumo. Išskirtiultravioletinė, matoma ir infraraudonoji spinduliuotė.
Šviesa judina energiją
Saulės spinduliuotės spektras perkeltine prasme primena fortepijono klaviatūrą. Vienas jo galas pasižymi žemomis natomis, o kitas – aukštomis natomis. Tas pats pasakytina ir apie elektromagnetinį spektrą. Viename gale yra žemi dažniai, o kitame – aukšti. Žemo dažnio bangos yra ilgos tam tikrą laiką. Tai tokie dalykai kaip radaras, televizijos ir radijo bangos. Aukšto dažnio spinduliuotė yra didelės energijos bangos, kurių bangos ilgis yra trumpas. Tai reiškia, kad pats bangos ilgis tam tikrą laikotarpį yra labai trumpas. Tai, pavyzdžiui, gama spinduliai, rentgeno spinduliai ir ultravioletiniai spinduliai.
Galite apie tai galvoti taip: žemo dažnio bangos yra tarsi kilimas į kalną laipsniškai kylantis, o aukšto dažnio bangos – tarsi greitas kilimas į stačią, beveik vertikalią kalvą. Kiekvienos kalvos aukštis yra vienodas. Elektromagnetinės bangos dažnis lemia, kiek energijos ji neša. Elektromagnetinės bangos, kurios yra ilgesnės ir todėl žemesnio dažnio, neša daug mažiau energijos nei tos, kurių bangos ilgis trumpesnis ir dažnis aukštesnis.
Štai kodėl rentgeno spinduliai ir ultravioletinė spinduliuotė gali būti pavojingi. Jie neša tiek daug energijos, kad patekę į jūsų kūną gali pažeisti ląsteles ir sukelti tokių problemų kaip vėžys ir DNR pokyčiai. Tokie dalykai kaip radijo ir infraraudonųjų spindulių bangos, kurios neša daug mažiau energijos, iš tikrųjų neturi jokios įtakosmums jokios įtakos. Tai gerai, nes jūs tikrai nenorite rizikuoti tiesiog įjungdami stereofoninį ryšį.
Matoma šviesa, kurią mes ir kiti gyvūnai matome akimis, yra beveik spektro viduryje. Kitų bangų nematome, bet tai nereiškia, kad jų nėra. Tiesą sakant, vabzdžiai gali matyti ultravioletinę šviesą, bet ne mūsų matomą šviesą. Gėlės jiems atrodo visai kitaip nei mums, ir tai padeda jiems žinoti, kuriuos augalus aplankyti, o nuo kurių vengti.
Visos energijos š altinis
Saulės šviesą laikome savaime suprantamu dalyku, bet taip nebūtina, nes iš tikrųjų visa energija Žemėje priklauso nuo šios didelės, ryškios žvaigždės, esančios mūsų Saulės sistemos centre. O kol esame joje, taip pat turėtume padėkoti mūsų atmosferai, nes ji sugeria dalį spinduliuotės dar nepasiekdama mūsų. Tai svarbi pusiausvyra: per daug saulės šviesos ir Žemė įkaista, per mažai ir ji pradeda užš alti.
Per atmosferą prasiskverbiantis Saulės spinduliuotės spektras šalia Žemės paviršiaus suteikia įvairių formų energijos. Pirmiausia pažvelkime į įvairius jo perdavimo būdus:
- Laidumas (laidumas) yra tada, kai energija perduodama iš tiesioginio kontakto. Kai nudeginate ranką karšta keptuvėje, nes pamiršote užsidėti orkaitės pirštinę, tai laidumas. Indai perduoda šilumą jūsų rankai tiesioginio kontakto metu. Be to, kai ryte kojos paliečia š altas plyteles vonioje, jos per tiesioginį kontaktą perduoda šilumą grindims -laidumas veikiant.
- Išsklaidymas yra tada, kai energija perduodama skysčio srovėmis. Tai gali būti ir dujos, bet procesas vis tiek yra tas pats. Kai skystis kaitinamas, molekulės yra sužadintos, išsisklaidžiusios ir mažiau tankios, todėl linkusios kilti. Atvėsę jie vėl krenta žemyn, sukurdami korinio ryšio srovės kelią.
- Spinduliavimas (spinduliavimas) yra tada, kai energija perduodama elektromagnetinių bangų pavidalu. Pagalvokite, kaip gera sėdėti prie ugnies ir jausti, kaip nuo jo į jus sklinda laukiama šiluma – tai spinduliavimas. Radijo bangos, šviesa ir karščio bangos gali keliauti iš vienos vietos į kitą be jokių medžiagų.
Pagrindiniai saulės spinduliuotės spektrai
Saulė turi skirtingą spinduliuotę: nuo rentgeno spindulių iki radijo bangų. Saulės energija yra šviesa ir šiluma. Jo sudėtis:
- 6–7 % UV šviesos,
- apie 42 % matomos šviesos,
- 51 % NIR.
Mes gauname saulės energiją 1 kilovatu vienam kvadratiniam metrui jūros lygyje daug valandų per dieną. Maždaug pusė spinduliuotės yra matomoje trumpųjų bangų ilgio elektromagnetinio spektro dalyje. Kita pusė yra artimųjų infraraudonųjų spindulių, o šiek tiek ultravioletinėje.
UV spinduliuotė
Tai ultravioletinė spinduliuotė saulės spektre, kurios intensyvumas didesnis nei kitų: iki 300–400 nm. Šios spinduliuotės dalis, kurios nesugeria atmosferasukelia saulės nudegimą arba saulės nudegimą žmonėms, kurie ilgą laiką buvo saulėje. UV spinduliuotė saulės šviesoje turi teigiamą ir neigiamą poveikį sveikatai. Tai pagrindinis vitamino D š altinis.
Matoma spinduliuotė
Matomos spinduliuotės saulės spektre intensyvumas yra vidutinis. Kiekybiniai srauto ir jo spektrinio pasiskirstymo elektromagnetinio spektro matomajame ir artimajame infraraudonųjų spindulių diapazonuose įverčiai yra labai svarbūs tiriant saulės ir žemės poveikį. Diapazonas nuo 380 iki 780 nm matomas plika akimi.
Priežastis ta, kad didžioji saulės spinduliuotės energijos dalis yra sutelkta šiame diapazone ir lemia Žemės atmosferos šiluminę pusiausvyrą. Saulės šviesa yra pagrindinis veiksnys fotosintezės procese, kurį naudoja augalai ir kiti autotrofiniai organizmai, kad šviesos energiją paverstų chemine energija, kuri gali būti naudojama kaip kūno kuras.
Infraraudonoji spinduliuotė
Infraraudonųjų spindulių spektre, kuris apima nuo 700 nm iki 1 000 000 nm (1 mm), yra svarbi Žemę pasiekiančios elektromagnetinės spinduliuotės dalis. Infraraudonoji spinduliuotė saulės spektre yra trijų tipų. Mokslininkai skirsto šį diapazoną į 3 tipus pagal bangos ilgį:
- A: 700–1400 nm.
- B: 1400–3000 nm.
- C: 3000–1 mm.
Išvada
Daugelisgyvūnų (įskaitant žmones) jautrumas yra apie 400–700 nm, o, pavyzdžiui, žmonių spalvinio matymo spektras yra apie 450–650 nm. Be efektų, atsirandančių saulėlydžio ir saulėtekio metu, spektrinė sudėtis pirmiausia keičiasi atsižvelgiant į tai, kaip saulės šviesa tiesiogiai patenka į žemę.
Kas dvi savaites Saulė mūsų planetai aprūpina pakankamai energijos visiems metams. Šiuo atžvilgiu saulės spinduliavimas vis dažniau laikomas alternatyviu energijos š altiniu.
