Общее количество солнечной энергии достигающей поверхности земли

Полярная координата для кривой распределения освещения отображает интенсивность света в зависимости от угла относительно центральной оси светильника. Это позволяет нам понять, как равномерно распространяется свет от светильника и насколько широко он освещает определенную область. Полярная кривая освещения позволяет инженерам по освещению и дизайнерам выбирать светильники, которые лучше всего соответствуют требуемым осветительным условиям.

Таблица 1 ниже показывает пример типичной полярной кривой распределения освещения для светодиодного светильника.

Угол (градусы)Интенсивность света
0100%
3090%
6080%
9070%
12060%
15050%
18040%
21030%
24020%
27010%
3005%
3300%

Из таблицы видно, как интенсивность света изменяется в зависимости от угла. Идеально равномерное распределение освещения будет показывать почти одинаковую интенсивность света под разными углами.

Кривая распределения освещения (декартова координата)

Декартова координата для кривой распределения освещения отображает интенсивность света в зависимости от расстояния от центра светильника. Этот тип кривой позволяет нам оценить, как свет распространяется в пространстве и как изменяется интенсивность со стороны светильника. Декартова кривая распределения освещения помогает инженерам и дизайнерам понять, как оптимально использовать светильники в зависимости от требований освещения.

Таблица 2 ниже показывает пример типичной декартовой кривой распределения освещения для светодиодного светильника.

Расстояние от центра (м)Интенсивность света
0100%
190%
280%
370%
460%
550%
640%
730%
820%
910%
105%
110%

Из таблицы видно, как интенсивность света изменяется в зависимости от расстояния от центра светильника. Оптимальное использование светодиодных светильников может быть достигнуто путем анализа декартовой кривой распределения освещения и выбора наиболее подходящих вариантов для конкретного освещения.

Светораспределение светильников типа I, II, III, IV и V относится к различным областям освещения и спецификациям распределения света. Каждый тип имеет специфические характеристики и области применения, соответствующие разным потребностям освещения.

Тип I

Тип I предназначен для областей с узким распределением света, подходящих для освещения узких мест, таких как тротуары, аллеи, пешеходные дорожки. Этот тип обеспечивает равномерное освещение вдоль дороги или тротуара.

Тип II

Тип II предназначен для областей с средним распределением света, подходящих для освещения дорог, парков, парковок. Этот тип обеспечивает равномерное освещение вдоль горизонтальной поверхности, хорошо подходит для областей с умеренным движением.

Тип III

Тип III предназначен для областей с средним распределением света, подходящих для освещения дорог, автостоянок, складов. Этот тип обеспечивает равномерное освещение вокруг столба светильника, идеально подходит для областей с умеренным до интенсивного движения.

Тип IV

Тип IV предназначен для областей с широким распределением света, таких как заправочные станции, склады, парковки. Этот тип обеспечивает равномерное освещение вокруг светильника и по периметру, идеально подходит для областей с высокой интенсивностью движения.

Тип V

Тип V предназначен для областей с очень широким распределением света, таких как парки, площади, спортивные объекты. Этот тип обеспечивает равномерное освещение по всей области, что позволяет осветить большие пространства одновременно и создать комфортное окружение для различных активностей.

Каждый тип светораспределения имеет свои уникальные характеристики и применение, позволяя выбрать подходящий вариант в зависимости от конкретных требований освещения. Используйте информацию о типах распределения освещения IESNA для эффективного выбора светильников и создания оптимального освещения в различных областях.

Типы светораспределения IESNA

Типы светораспределения IESNA более точно определяют светораспределение светильников в зависимости от формы освещаемой области. Для бокового распределения света эта схема определяет, как свет рассеивается от светильника, и характеризуется точкой, в которой сила света светильника достигает 50 %.

Эта схема распределения относится к способности светильника проецировать свет вперед и назад. Проще говоря, если вы хотите осветить одну полосу, вам может подойти тип I. Если вы намереваетесь осветить две полосы, может подойти тип II. Однако это не окончательное правило, и на него также влияют такие факторы, как высота установки светильника, угол наклона, длина кронштейна и расстояние светильника от обочины дороги.

IESNA определила пять основных моделей распределения света: тип I, тип II, тип III, тип IV и тип V. Обычно такие классификации используются для определения того, какой спектр подходит для дорог разной ширины.

Боковое распределение света 50% макс.cd

В стандартах, опубликованных IESNA, дороги разделены на пять участков вдоль продольных линий проезжей части, как показано на диаграмме выше. Боковое распределение света классифицируется на основе площади, на которую приходится 50% максимальной точки канделы. Для вышеупомянутой кривой светораспределения светильника, если точка силы света 50% попадает в область Типа III, то соответствующий ему тип светораспределения классифицируется как Тип III. Из изображения в целом можно сделать вывод, что такое распределение подходит для 3-полосной дороги.

Различное боковое распределение света подходит для различных сценариев применения, как описано ниже.

Особенности бокового светораспределения в проектных приложениях

ZGSM использовала Dialux evo для анализа различных спектров (T2M53007 и T3M53009) уличных фонарей серии Rifle. Дорожные условия были следующими: ширина дороги 10,5 метра, 3 полосы движения, консольный кронштейн 1 метр, высота столба 8 метров, расстояние между светильниками 30 метров и соответствие стандарту EN13201, класс освещения M4a.

Основываясь на опыте, ZGSM-ST17-60S был предварительно признан подходящим (с точки зрения мощности). T2M53007 и T3M53009 были импортированы в Dialux evo для анализа. Результаты были довольно отчетливыми: T2M53007 продемонстрировал поперечное распределение света Типа II, которое не могло должным образом направить свет от светильников на дорожки, что привело к неадекватной однородности. И наоборот, T3M53009 продемонстрировал превосходные характеристики в этом аспекте, отвечая всем критериям, предъявляемым к классу освещения M4a.

Типы распределения освещения типа 2M и типа 3M

Что такое короткое, срединное и длинное вертикальное распределение света?

Продольное светораспределение

Продольное светораспределение относится к вертикальному светораспределению светильников и основано на положении, указанном в сетке максимальной силой света (в канделах) в направлении, параллельном TRL.

Дорога делится на различные зоны вдоль линий, параллельных TRL, в зависимости от их расстояния от TRL (выраженного как кратное монтажной высоте, MH).

Продольное распределение света включает в себя способность светильника проецировать свет влево и вправо, что определяется точкой максимальной интенсивности светильника.

Согласно определению IESNA, категория Короткий подходит для расстояния между полюсами менее чем в 2,25 раза от монтажной высоты, Средний подходит для расстояния между полюсами от 2,25 до 3,75 от монтажной высоты, а Длинный подходит для расстояния между полюсами от в 3,75 и 6,0 раз больше монтажной высоты.

Однако это не абсолютное правило, и на него также влияют такие факторы, как расположение светильников и дорожные условия. Как правило, светильники с классом S подходят для меньшего расстояния между полюсами, а светильники с классом L подходят для большего расстояния между полюсами.

Вертикальное распределение света

В стандартах, опубликованных IESNA, дороги разделены на три области вдоль поперечных линий проезжей части. Вертикальное распределение света классифицируется на основе площади, на которую приходится 100% максимальная точка канделы.

Для кривой светораспределения светильника на изображении, если точка максимальной силы света уличного светильника попадает в среднюю область, то соответствующий ему тип светораспределения классифицируется как Тип II Средний.

Различные вертикальные распределения света подходят для сценариев с разным расстоянием между столбами.

Особенности вертикального распределения света в проектных приложениях

Тип светораспределенияРасстояние между полюсами
Тип II Средний3,0-3,5 раза высоты столбов
Другие типыРазличные расстояния

ZGSM провел анализ уличных фонарей серии Rifle с разными спектрами (T2S53001 и T2M53007) с помощью Dialux evo.Дорожные условия следующие: ширина 7 метров, 3 полосы движения, вылет стрелы 0,8 метра, высота столба 8 метров и расстояние между светильниками 36 метров, соответствующий классу освещения EN13201 M4a. По нашему опыту подходит ZGSM-ST17-40S. И T2S53001, и T2M53007 были импортированы в Dialux evo для анализа, и результаты были очевидны. Для T2S53001 вертикальное распределение света оказалось коротким. Это означает, что он не распределяет свет эффективно по сторонам светильника. Чтобы решить эту проблему, расстояние между двумя светильниками пришлось уменьшить до 33 метров, обеспечив достаточное освещение среднего положения между двумя светильниками. Эта корректировка была необходима для обеспечения требуемой однородности. Напротив, T2M53007 показал себя в этом аспекте лучше. Расстояние между светильниками составляло 36 метров, и все смоделированные параметры соответствовали требованиям стандарта M4a. Расстояние 36 метров в 4,5 раза превышает высоту установки, что немного больше, чем рекомендовано IESNA в 3,75 раза. Поэтому мы рекомендуем полагаться на результаты моделирования освещения как на окончательное решение.

Тип 2S VS Тип 2M Типы распределения освещения

Светодиодный светильник ZGSM с различными типами светораспределения

ZGSM является специализированным производителем светодиодных светильников. Светодиодные фонари ZGSM предлагают покупателям широкий выбор спектров. Для уличных фонарей мы предлагаем варианты спектра, такие как Тип I, Тип II и Тип III (короткий, средний и длинный). Для прожекторов и освещения стадионов мы предлагаем как симметричные, так и асимметричные спектры для удовлетворения различных потребностей проекта. Конечно, есть некоторые спектры, которых у нас в настоящее время нет, например тип распределения света типа IV, но мы можем предоставить индивидуальные решения. Просто сообщите нам свою мощность, предпочтения по светодиодным чипам и выбор модели, и мы предложим соответствующие решения. Ниже мы перечислили нашу светодиодную продукцию. Если вы заинтересованы, вы можете проверить соответствующие продукты.

Светильник для стадиона

В этой статье в первую очередь представлена концепция распределения света IESNA, охватывающая такие аспекты, как распределение типа I, типа II и типа III, а также концепции короткого, среднего и длинного типов распределения света. Кроме того, мы предоставляем краткий обзор их практического применения. Понимание этих концепций может помочь быстро определить подходящее распределение освещения для ваших проектов. Например, тип распределения света II подходит для дорог с 1–2 полосами движения, а тип распределения освещения «Короткий» подходит для сценариев, в которых расстояние между фонарными столбами в три раза превышает высоту установки. Тип распределения освещения Medium хорошо подходит для ситуаций, когда расстояние в четыре-пять раз превышает высоту установки. Однако эти рекомендации не являются абсолютными и в конечном итоге должны быть проверены с помощью таких инструментов, как Dialux. Мы считаем, что, изучив эти понятия и приняв во внимание такие факторы, как мощность светильника, требования к освещению, высота столба и дорожные условия, вы сможете более эффективно выбрать оптимальный тип распределения света в своем проекте. Не стесняйтесь обращаться к нам, чтобы получить дополнительные знания.

Сопутствующие Продукции

Общее количество солнечной энергии достигающей поверхности земли

Здравствуйте, клиенты!

Меня зовут Тейлор Гонг, я менеджер по продукции ZGSM Tech. Я работаю в сфере светодиодных светильников более 13 лет. Хорошо разбирается в дизайне освещения, настройке системы уличного освещения и поддержке технологии торгов. Не стесняйтесь связаться с нами. Я рад предоставить вам лучший сервис и продукты.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 ноября 2022 года; проверки требуют 11 правок.

Сравнение изображений реликтового излучения, полученных обсерваториями COBE, WMAP и «Планк».

Существование реликтового излучения было предсказано теоретически Георгием Гамовым в 1948 году в рамках теории Большого взрыва. Хотя в настоящее время многие аспекты первоначальной теории Большого взрыва пересмотрены, основы, позволившие предсказать эффективную температуру реликтового излучения, остались неизменны. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году. Наряду с космологическим красным смещением, реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.

В результате дальнейшего расширения Вселенной эффективная температура этого излучения снизилась почти до абсолютного нуля и сейчас составляет всего 2,725 К.

Первое случайное обнаружение

Хотя некоторые оценки температуры пространства существовали и до этого, они обладали несколькими недостатками. Во-первых, это были измерения лишь эффективной температуры пространства, не предполагалось, что спектр излучения подчиняется закону Планка. Во-вторых, они были зависимы от нашего особого расположения на краю галактики Млечный Путь и не предполагали, что излучение изотропно. Более того, они бы дали совершенно другие результаты, если бы Земля находилась где-либо в другом месте Вселенной.

Рупорно-параболическая антенна в Холмдейле, 1962 год.

Результаты Гамова широко не обсуждались. Однако они были вновь получены Робертом Дикке и Яковом Зельдовичем в начале 1960-х годов.

В 1964 году это подтолкнуло Дэвида Тодда Вилкинсона и Питера Ролла, коллег Дикке по Принстонскому университету, к созданию радиометра Дикке для измерения реликтового излучения.

Спектр реликтового излучения по данным, полученным с помощью инструмента FIRAS на борту спутника COBE (ошибки измерений не видны в масштабе рисунка)

Спектрофотометр дальнего инфракрасного излучения FIRAS, установленный на спутнике NASA COBE, выполнил наиболее точные на сегодняшний день измерения спектра реликтового излучения. Они подтвердили его соответствие спектру излучения абсолютно чёрного тела с температурой 2,725 К.

Наиболее подробную карту реликтового излучения удалось построить в результате работы американского космического аппарата WMAP.

Карта (панорама) анизотропии реликтового излучения (горизонтальная полоса — засветка от галактики Млечный Путь). Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области. По данным спутника WMAP

Восстановленная карта (панорама) анизотропии реликтового излучения с исключённым изображением Галактики, изображением радиоисточников и изображением дипольной анизотропии. Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области. По данным спутника WMAP

Карта дипольной анизотропии реликтового излучения (горизонтальная полоса — засветка от галактики Млечный Путь). Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области. По данным спутника WMAP

Отношение к Большому взрыву

Фотоны микроволнового излучения рассеиваются на свободных зарядах, таких как электроны, которые не связаны в атомах. В ионизированной Вселенной такие заряженные частицы были выбиты из нейтральных атомов ионизирующим ультрафиолетовым излучением. Сегодня эти свободные заряды имеют достаточно низкую плотность в большей части объёма Вселенной, так что они не влияют заметно на реликтовое излучение. Однако если межгалактическая среда была ионизирована на очень ранних этапах расширения, когда Вселенная была намного плотнее, чем сейчас, то это должно было вызвать два основных следствия для реликтового излучения:

Оба этих эффекта наблюдались космическим телескопом WMAP, что свидетельствует о том, что Вселенная была ионизирована на очень ранних этапах (на красном смещении более 17). Происхождение этого раннего ионизирующего излучения всё ещё является предметом научных дискуссий. Это излучение, возможно, включает свет самых первых звёзд, сверхновых, которые явились результатом эволюции этих звёзд, и ионизирующее излучение, возникающее при аккреционных дисках массивных чёрных дыр.

Наблюдения реликтового излучения

Радиотелескопы в Антарктиде:

Спектр анизотропии реликтового излучения (распределение энергии по угловым масштабам, то есть по мультиполям. Спектр получен по данным наблюдений: WMAP (2006), Acbar (2004) Boomerang (2005), CBI (2004) и VSA (2004). Розовая область показывает теоретические предсказания.

Анализ реликтового излучения с целью получения его карт, углового спектра мощности, а в конечном итоге космологических параметров, является сложной, вычислительно трудной задачей. Хотя расчёт спектра мощности на основании карты является принципиально простым преобразованием Фурье, представляющим разложение фона по сферическим гармоникам, на практике трудно учитывать шумовые эффекты.

Для анализа данных используются специализированные пакеты:

Каждый пакет использует свой формат хранения карты реликтового излучения и свои методы обработки.

В незавершенном научно-фантастическом сериале Звёздные врата: Вселенная исследование реликтового излучения — главная миссия «Судьбы», беспилотного корабля расы Древних. Согласно мифологии сериала, Древние устанавливают, что реликтовое излучение содержит в себе сложно структурированный сигнал и, возможно, носит искусственный характер. Однако, начав эксперимент миллионы лет назад, Древние так и не довели его до конца из-за своего вознесения. К моменту начала сериала «Судьба» продолжает путь в автоматическом режиме в миллионах световых лет от Земли к предполагаемому источнику сигнала, ожидая возвращения своих создателей.

В китайском научно-фантастическом романе "Задача трех тел" и сериале, снятом по этому произведению, инопланетяне демонстрируют одному из главных героев искусственное "мерцание вселенной" в реликтовом излучении.

1. Световой поток Световой поток — мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению. Энергия излучения определяется количеством квантов, которые излучаются излучателем в пространство. Энергию излучения (лучистую энергию) измеряют в джоулях. Количество энергии, излучающейся в единицу времени называется потоком излучения или лучистым потоком. Измеряется поток излучения в ваттах. Световой поток обозначается Фе. где: Qе – энергия излучения. Поток излучения характеризуется распределением энергии во времени и в пространстве. В большинстве случаев, когда говорят о распределении потока излучения во времени, не учитывают квантового характера возникновения излучения, а понимают под этим функцию, дающую изменение во времени мгновенных значений потока излучения Ф(t). Это допустимо, поскольку число фотонов, излучаемых источником в единицу времени, очень велико. По спектральному распределению потока излучения источники разбивают на три класса: с линейчатым, полосатым и сплошным спектрами. Поток излучения источника с линейчатым спектром состоит из монохроматических потоков отдельных линий: где: Фλ — монохроматический поток излучения; Фе – поток излучения. У источников с полосатым спектром, излучение происходит в пределах достаточно широких участков спектра – полос, отделенных одна от другой темными промежутками. Для характеристики спектрального распределения потока излучения со сплошным и полосатым спектрами пользуются величиной, которая называется спектральной плотностью потока излучения где: λ — длина волны. Спектральная плотность потока излучения – это характеристика распределения лучистого потока по спектру и равняется отношению элементарного потока ΔФeλ соответствующего бесконечно малому участку, к ширине этого участка: Спектральная плотность потока излучения измеряется в ваттах на нанометр. В светотехнике, где основным приемником излучения является глаз человека, для оценки эффективного действия потока излучения, вводится понятие светового потока. – это поток излучения, оценивающийся его действием на глаз, относительная спектральная чувствительность которого определяется усредненной кривой спектральной эффективности, утвержденной МКО. В светотехнике используется и такое определение светового потока: – это мощность световой энергии. Единица светового потока – люмен (лм). 1лм соответствует световому потоку, излучаемому в единичном телесном угле точечным изотропным источником с силой света 1 кандела. Таблица 1. Типичные световые величины источников света: Электрическая энергия, ВтСветовой поток, лмСветовая отдача лм/втНатриевая лампа высокого давленияНатриевая лампа низкого давленияРтутная лампа высокого давленияСветовой поток Ф, падая на тело, распределяется на три составные части: отраженную телом Ф, поглощенную Ф и пропущенную Ф. При светотехнических расчетах используют коэффициенты: отражения = Ф/Ф; поглощения =Ф/Ф; пропускания =Ф/Ф. Таблица 2. Световые характеристики некоторых материалов и поверхностейМатериалы или поверхностиХарактер отражения и пропусканияСтекло молочное органическоеСтекло опаловое силикатноеСтекло молочное силикатное2. Сила света Распределение излучения реального источника в окружающем пространстве не равномерно. Поэтому световой поток не будет исчерпывающей характеристикой источника, если одновременно не определяется распределение излучения по разным направлениям окружающего пространства. Для характеристики распределения светового потока пользуются понятием пространственной плотности светового потока в разных направлениях окружающего пространства. Пространственную плотность светового потока, определяющуюся отношением светового потока к телесному углу с вершиной в точке размещения источника, в пределах которого равномерно распределен этот поток, называют силой света: где: Ф — световой поток; ω — телесный угол. Единицей силы света является кандела. 1 кд. Это сила света, испускаемая в перпендикулярном направлении элементом поверхности черного тела, площадью 1:600000 м2 при температуре затвердевания платины. Единица силы света — кандела, кд является одной из основных величин в системе СИ и соответствует световому потоку 1 лм, равномерно распределенному внутри телесного угла 1 стерадиан (ср.). Телесный угол — часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Телесный угол измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего. – это количество света или светового потока, падающего на единицу площади поверхности. Она обозначается буквой Е и измеряется в люксах (лк). Единица освещенности люкс, лк имеет размерность люмен на квадратный метр (лм/м2). Освещенность можно определить как плотность светового потока на освещаемой поверхности: Освещенность не зависит от направления распространения светового потока на поверхность. Приведем несколько общепринятых показателей освещенности: Лето, день под безоблачным небом – 100 000 люкс Уличное освещение – 5-30 люкс Полная луна в ясную ночь – 0,25 люкс 4. Отношение между силой света (I) и освещенностью (Е). Закон обратных квадратов Освещенность в определенной точке на поверхности, перпендикулярной к направлению распространения света, определяется как отношение силы света к квадрату расстояния от этой точки до источника света. Если данное расстояние мы примем за d, то это отношение можно выразить следующей формулой: Для примера: если источник света излучает свет силой 1200 кд в направлении, перпендикулярном к поверхности, на расстоянии 3-х метров от этой поверхности, то освещенность (Ер) в точке, где свет достигает поверхности, будет 1200/32 = 133 лк. Если поверхность находится на расстоянии 6м от источника света, освещенность будет 1200/62= 33 лк. Это отношение называется "закон обратных квадратов". Освещенность в определенной точке на поверхности, не перпендикулярной направлению распространения света, равняется силе света в направлении точки измерения, разделенной на квадрат расстояния между источником света и точкой на плоскости умноженной на косинус угла γ ( γ – угол, образованный направлением падения света и перпендикуляром к этой плоскости). Это закон косинуса (рисунок 1.). Рис. 1. К закону косинуса 5. Горизонтальная освещенность Для расчета горизонтальной освещенности целесообразно изменить последнюю формулу, заменив расстояние d между источником света и точкой измерения на высоту h от источника света к поверхности. На рисунке 2: По данной формуле рассчитывается горизонтальная освещенность в точке измерения. Рис. 2. Горизонтальная освещенность 6. Вертикальная освещенность Освещение той же точки Р в вертикальной плоскости, ориентированной к источнику света, можно представить как функцию высоты (h) источника света и угла падения (γ) силы света (I) (рисунок 3). Рис. 3. Вертикальная освещенность Для характеристики поверхностей, светящихся за счет светового потока, проходящего через них или отражающегося от них, служит отношение излучаемого элементом поверхности светового потока к площади этого элемента. Эта величина называется : Для поверхностей конечных размеров: – это плотность светового потока, испускаемого светящейся поверхностью. Единицей светимости служит люмен на метр квадратный светящейся поверхности, что отвечает поверхности площадью 1 м2, которая равномерно излучает световой поток 1 лм. В случае общего излучения вводится понятие энергетической светимости излучающего тела (Me). Единица энергетической светимости – Вт/м2. Светимость в этом случае можно выразить через спектральную плотность энергетической светимости излучающего тела Meλ(λ) Для сравнительной оценки приводим энергетические светимости к светимости некоторых поверхностей: Поверхность солнца – Ме=6•107 Вт/м2; Нить лампы накаливания – Ме=2•105 Вт/м2; Поверхность солнца в зените – М=3,1•109 лм/м2; Колба люминесцентной лампы – М=22•103 лм/м2. — это сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении. Единица измерения яркости – кандела на метр квадратный (кд/м2). Поверхность сама по себе может излучать свет, как поверхность лампы, или отражать свет, который поступает из другого источника, например поверхность дороги. Поверхности с разными свойствами отражения при одинаковой освещенности будут иметь разную степень яркости. Яркость, излучаемая поверхностью dA под углом Ф к проекции этой поверхности, равняется отношению силы света, излучаемого в данном направлении, к проекции излучающей поверхности (рис. 4). Рис. 4. Яркость Как сила света, так и проекция излучающей поверхности, не зависят от расстояния. Следовательно, яркость также не зависит от расстояния. Несколько практических примеров: Яркость поверхности солнца – 2000000000 кд/м2 Яркость люминесцентных ламп – от 5000 до 15000 кд/м2 Яркость поверхности полной луны – 2500 кд/м2 Искусственное освещение дорог – 30 люкс 2 кд/м2

Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram "Современное освещение" и погружайтесь в мир инновационных технологий и стильного дизайна света! Подписывайтесь, чтобы быть в курсе последних трендов: Современное освещение в

Впервые спектроскоп для астрономических наблюдений применил в 1814 г. Й. Фраунгофер, который открыл линии поглощения в спектре Солнца. С помощью спектроскопа П. Ж. С. Жансен и Дж. Локьер во время солнечного затмения в 1868 г. обнаружили на Солнце гелий. Начало массовых спектральных исследований звёзд, планет, галактик и туманностей относится к 1-й половине 20 в.

Типы звёздных спектров. Иллюстрация из книги: Secchi A. Le stelle: saggio di astronomia siderale. Milano, 1877.Спектры могут наблюдаться в видимом диапазоне (характерная длина волны λ ⁣= ⁣550 нм lambda! =!550 :нм), а также в других диапазонах: радио- (λ ⁣= ⁣1 м),( lambda ! =!1 :м), инфракрасном (λ ⁣= ⁣10 мкм), (lambda ! =!10 :мкм), ультрафиолетовом (λ ⁣= ⁣100 нм),( lambda ! =!100 :нм), рентгеновском (λ ⁣= ⁣0, ⁣1 нм) (lambda ! =!0,!1 :нм) и гамма-диапазоне (λ ⁣< ⁣0, ⁣01 нм).(lambda ! <!0,!01 :нм). Спектр может быть непрерывным (сплошным), линейчатым и ступенчатым (скачки у пределов атомных серий). При этом тепловой спектр определяется тепловыми движениями атомов и молекул, а при нетепловом спектре излучение формируется особыми механизмами (излучением электронов в магнитном поле, плазменной неустойчивостью, мазерными эффектами, связанными с инверсной населённостью атомных уровней, и т. п.). Характеристики непрерывного спектра, профили и интенсивности спектральных линий излучения и поглощения, скачки у пределов серий зависят от физических условий в излучающей среде: температуры, плотности и т. п., а также от химического состава. Кроме того, благодаря эффекту Доплера длина волны излучения, регистрируемая наблюдателем, зависит от проекции скорости движения излучателя на луч зрения. Поэтому астроспектроскопические исследования являются мощным средством изучения излучающих объектов и определения их фундаментальных параметров.Виды спектров наблюдаемого излучения астрономических объектов. При беспрепятственном наблюдении звезды регистрируется непрерывный спектр. Если свет звезды проходит через газ (атмосферу звезды, межзвёздный газ, туманность и др.), то на некоторых длинах волн излучение поглощается содержащимися в газе атомами, ионами или молекулами, создавая тёмные линии (спектр поглощения). При переизлучении поглощённой энергии газом регистрируется спектр излучения. Перевод и адаптация: БРЭ.Спектр космического объекта может быть получен с помощью астроспектрографа или приборов, использующих явление интерференции света, например интерферометра Фабри – Перо. В рентгеновском и гамма-диапазонах для получения спектров применяют методы, основанные на явлении дифракции излучения. В видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах для регистрации спектров используют твердотельные панорамные фотоприёмники – ПЗС-матрицы, обладающие очень высокой квантовой эффективностью. Спектральное разрешение прибора характеризуется величиной где рабочая длина волны, минимальный интервал длин волн, выделяемый спектральным прибором. Величина для разных наблюдений меняется от 10–100 до 105–106.Принцип работы астроспектрографа.Методы астроспектроскопии широко применяются при исследованиях Солнца, планет, туманностей, звёзд, межзвёздной среды и галактик. Изучение непрерывных спектров и линий поглощения в спектрах звёздных атмосфер позволило осуществить двумерную спектральную классификацию звёзд, изучить межзвёздное поглощение в Галактике, определить скорости турбулентного движения газа, температуры, плотности и ускорения силы тяжести в звёздных атмосферах. По доплеровскому уширению спектральных линий измерены скорости вращения звёзд. По периодическим доплеровским смещениям линий в спектрах двойных звёздных систем определены массы звёзд, а также массы нейтронных звёзд и чёрных дыр. Детальный анализ профилей спектральных линий различных химических элементов с применением современных моделей звёздных атмосфер, в которых не используется предположение о локальном термодинамическом равновесии, позволяет изучать химический состав солнечного и звёздного вещества. Анализ интенсивностей и профилей межзвёздных линий поглощения в спектрах звёзд даёт возможность изучать химический состав межзвёздной среды. Спектроскопический анализ молекулярных полос поглощения в спектрах атмосфер планет позволяет проводить их химический, в том числе изотопный, анализ, а также определять физические условия в планетных атмосферах.

Спектрограф Hydra (прибор чёрного цвета), установленный на 3,5-метровом телескопе WIYN. Национальная обсерватория Китт-Пик (штат Аризона, США).Анализ линий излучения в спектрах атмосфер нестационарных звёзд и газовых туманностей даёт возможность изучать структуру и кинематику звёздных ветров, определять плотность, температуру и химический состав газовых туманностей, изучать движения в них, а также исследовать эффекты взаимодействия звёздных ветров с межзвёздной средой. Использование поляризационных приборов в спектральном анализе позволяет измерять магнитные поля Солнца и звёзд.

Методы спектроскопии дают возможность исследовать вращение галактик и путём моделирования кривых вращения определять вклад тёмной материи в общую массу галактики. Изучение спектров далёких квазаров позволило оценить содержание дейтерия в межгалактической среде и определить долю барионного вещества во Вселенной, которая, как было установлено, не превышает 5 %. Эти же исследования позволили получить важные ограничения сверху на скорость изменения физических констант во Вселенной.

Спектроскопия на крупнейших телескопах атмосфер экзопланет во время их прохождения по дискам «родительских» звёзд даёт принципиальную возможность поиска биомаркеров (линий кислорода, озона, метана, углекислого газа, воды и др.), что важно для решения проблемы внеземной жизни.

В радиодиапазоне большое значение имеют спектроскопические исследования в линии нейтрального водорода на длине волны 21 см, которые позволяют изучать распределение и движение водорода в нашей Галактике и других галактиках. Исследования кривых вращения галактик по наблюдениям в линии 21 см приводят к заключению о том, что в гало большинства галактик находится значительное количество тёмной материи. Изучение радиорекомбинационных линий и линий, соответствующих мазерному излучению компактных источников, является мощным средством исследования межзвёздной среды, областей звездообразования и ближайших окрестностей ядер галактик, где открыты сверхмассивные чёрные дыры.

Рентгеновская спектроскопия горячего газа в скоплениях галактик выявила наличие в них большого количества тёмной материи. Изучение рентгеновских спектров аккрецирующих нейтронных звёзд и чёрных дыр в двойных системах позволило осуществить диагностику горячей плазмы и выявить различия в спектральных свойствах аккрецирующих нейтронных звёзд и чёрных дыр, вызванные тем, что нейтронные звёзды обладают наблюдаемыми поверхностями, а чёрные дыры – нет.

Исследование гамма-линий ядер и непрерывного гамма-излучения позволяет изучать продукты нуклеосинтеза в недрах массивных звёзд и во время вспышек сверхновых.

Опубликовано 17 июля 2023 г. в 16:57 (GMT+3). Последнее обновление 17 июля 2023 г. в 16:57 (GMT+3).

Главная » Статьи и полезные материалы » Телескопы » Статьи » Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли

Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли

Энергия, сгенерированная Солнцем, – это результат ядерных реакций, которые происходят внутри него. Солнце производит излучение двух типов: инфракрасное и ультрафиолетовое. Именно эта энергия не только управляет погодой, климатом, но и является основой для жизни на нашей планете. При этом общее количество солнечной энергии, достигающей Земли, значительно меньше, чем производится Солнцем, поскольку часть ее теряется на пути к нашей планете.

Общее количество солнечной энергии, достигшей поверхности Земли

Интенсивность излучения падает по мере удаления от светила. Уменьшение ее количества соразмерно квадрату расстояния. Для измерений солнечной энергии у поверхности Земли используется такая единица, как солнечная постоянная. Этим термином называют интенсивность излучения на одной астрономической единице расстояния.

Значение солнечной постоянной составляет 1361 ватт на квадратный метр с допустимой погрешностью 0,1%. Путем математических расчетов выяснено, что количество солнечной энергии, достигшей Земли, составляет 173 тыс. тераватт-часов. Тераватт равен 1 триллиону ватт.

Солнечная энергетика

Зная количество и плотность солнечной энергии на поверхности Земли, можно примерно рассчитать потенциальные возможности солнечной энергетики, о которой сегодня говорится очень много. Так, в 2017 году человечество потратило в целом около 160 тыс. тераватт-часов энергии. В расчеты включались разные виды энергии – для отопления, транспорта и промышленных производств.

Таким образом, количество солнечной энергии, которая поступает на нашу планету, вполне способно удовлетворить потребности человечества, если правильно использовать ее. Существуют два способа ее концентрации:

Существует немало программ разных уровней, предполагающих развитие солнечной энергетики в разных сферах. Пока они внедряются только локально, но ученые уверены, что потенциал этой сферы будет использоваться намного шире.

Общее количество солнечной энергии достигающей поверхности земли

Беспилотный самолет NASA Pathfinder Helios с фотоэлементами на крыльях. Изображение с сайта ru.wikipedia.org

4glaza.ru Март 2023 Статья одобрена экспертом: Ольга Терентьева

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *