太阳光的特性
第二讲 太阳光特性
![第二讲 太阳光特性](https://img.taocdn.com/s3/m/5d81b60e0066f5335a81217f.png)
地球上某固定点与太阳的夹角决定 于其所处的位置(地点所在的经度)、 一年中的日期和一天中的时间。另外, 太阳升起和落下的时刻决定于位置所在 的经度。因此,刻画地球上某固定地点 的太阳高度角需要纬度、经度、一年中 的日期和一天中的时间。
1、偏向角 偏向角,用符号δ 表示,由于地球绕其轴 的自转和绕太阳的公转而存在季节性的变化。 如果地球没有相对转轴倾斜,那么偏向角将一 直为0°。然而地球相对于公转平面是倾斜了 23.45°的,偏向角的大小就在±23.45°之间 变化。只有在春分日和秋分日的时候偏向角才 会等于0°。下面的动画描述了地球绕太阳公 转以及偏向角的改变:
第二讲 太阳光的特性
2.1、太阳光
太阳是一个通过其中心的核聚变 反应产生热量的气体球。其内部温度 高2×107k。内部强烈的辐射被靠近 太阳表面的一层氢离子所吸收,能量 以对流的形式穿透通过这层光阻,然 后在太阳的外表面的光球层重新向外 辐射。这个辐射强度接近于温度为 6000K的黑体辐射(一个物体被加 热后,开始发光,发出电池辐射)。
1 AM cos
公式基于对 均匀折射的大气 层的假设。
当θ=0度时,大气光学质量等于1或 称AM1,当θ=60时,则是大气光学质 量是2或AM2的情况。AM1.5(相当于 太阳光和垂线方向成48.2度角)为光伏 业界的标准。 任何地点的大气光学质量可以由下列 公式估算:
s AM 1 h
2.5 太阳的视运动
“太阳视运动”是由地 球绕其轴自转引起的表 面现象,它改变着射入 地球的光线的直射分量 角度。从地面的一个固 定位置来看,太阳横跨 整个天空运动。太阳的 位置决定于地面上的点 的坐标、一天中的时间 和一年中的日期。左图 将展示这种太阳视运动:
太阳视运动在很大程度上影响着太阳 能收集器件获得的能量。当太阳光垂直入 射到吸收平面时,在平面上的功率强度等 于入射光的功率强度。然而,当太阳光与 吸收平面的角度改变时,其表面的功率强 度就会减小。当平面与太阳光平行时,功 率强度基本上变为零。对于0度和90度之 间的角,它们相对的功率强度为最大值乘 于cos(θ),其中θ为太阳光与器件平面 之间的夹角。
简述太阳光的七种颜色
![简述太阳光的七种颜色](https://img.taocdn.com/s3/m/a2855236fbd6195f312b3169a45177232f60e4cc.png)
简述太阳光的七种颜色太阳,不仅是为地球的大半生命提供了光明和温暖,也是惊艳了无数人的美丽神奇的存在。
这种神奇来源于太阳光,它具有七种颜色,它们描述了太阳光的外观特征,也揭露了太阳光的有趣特性。
太阳光的颜色从色调上可以分为七种,它们分别是紫色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色和白色。
紫色是太阳光最引人注目的一种颜色。
它带给人们神秘的感觉,有时与落日的色彩完美结合,也可以与月亮的蓝色形成一种和谐的视觉效果。
紫色的光线源于太阳中的砷原子,它在空气中传播时被偏振,以折射散射引起的紫色光线,令人惊叹。
红色是太阳光其中最为明显的颜色。
红色太阳光来源于氢原子,它能够投射出色彩比其他太阳光更强烈的光线,红色太阳光可以明显地照亮整个环境。
橙色太阳光也是太阳光中最明显的一种颜色。
橙色的光线来源于氦原子,这种光线可以比其他太阳光更强烈地照射着地球,并能够让环境变得更加明亮。
黄色太阳光也是太阳光中最为显著的一种颜色。
这种光谱来源于金属元素,它可以发出比其他太阳光更强烈的温暖的暗黄色光线,能够照亮整个环境,也能够照亮看不见的物体,令人感到惊喜。
绿色太阳光来源于氧原子,它会发出比其他太阳光更柔和温暖的绿色光线,它不仅可以让环境变得更加明亮,也可以提高视野,放松心情。
蓝色太阳光来源于氮原子,它可以发出比其他太阳光更柔和而又深沉的蓝色光线,可以让地球变得更加明亮。
月光源于蓝色太阳光,它会使夜晚的景色更加独特而美丽。
最后,白色太阳光也是太阳光中最为明显的一种颜色。
它是由所有太阳光的混合物构成的,它可以把整个环境渲染得更加明亮而明朗。
总之,太阳光可以提供人们七种颜色,紫色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色和白色。
每种太阳光都有各自的性质和特性,可以给人们带来不一样的视觉感受,使人们欣赏太阳的神奇。
太阳色彩知识点总结
![太阳色彩知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/535c2798b04e852458fb770bf78a6529647d358b.png)
太阳色彩知识点总结太阳是我们太阳系中的中心星,它是地球上一切物质的能源来源。
太阳发出的光线包含了多种不同的颜色,这些颜色被称为太阳色彩。
太阳色彩不仅在视觉上提供了美丽的景象,还在科学研究和艺术创作中扮演着重要角色。
太阳光线中包含的不同颜色是由太阳的光谱决定的。
太阳光穿过大气层时,会被大气中的气体分子和颗粒散射和吸收,因此产生了不同颜色的光谱。
通过分析太阳的光谱,科学家们可以了解太阳的化学成分、温度和其他重要特征。
在科学上,太阳色彩可以通过光谱分析来研究,这种方法被称为光谱学。
光谱学是一门重要的科学领域,它帮助科学家们了解宇宙中的许多奥秘。
通过光谱分析,科学家们已经发现了许多关于太阳的重要信息,包括太阳的温度、化学成分和辐射特性。
在艺术上,太阳色彩常常被用来表现自然界的美景。
太阳色彩可以给人一种温暖、欢乐和希望的感觉,因此经常被用来描绘美好的景象。
在绘画、摄影、设计等艺术形式中,太阳色彩都有着独特的表现力,可以帮助艺术家们传达情感和表达意义。
太阳色彩还在人类文化中扮演着重要角色。
许多文化都将太阳视为一种神圣的象征,因此太阳色彩在宗教仪式、节日庆典和传统习俗中都有着特殊的意义。
在古代,许多文明都将太阳作为自己的主要神祇,因此太阳色彩具有深厚的文化内涵。
总的来说,太阳色彩是自然界中非常重要的一种元素。
它在科学研究、艺术创作和人类文化中都扮演着重要的角色。
通过对太阳色彩的深入理解,我们可以更好地认识太阳和宇宙,感受到自然界的美丽和壮观,以及人类对太阳的敬畏和赞美。
首先,我们来了解一下太阳光的光谱特性。
太阳光线包含了丰富的颜色,这些颜色构成了太阳的光谱。
太阳的光谱可以通过一种叫做分光镜的仪器来观测和分析。
分光镜能够将太阳光线分成不同颜色的光谱,通过观察光谱的特征,科学家们可以了解太阳的化学成分、温度和辐射特性。
太阳光的光谱是由太阳的辐射特性决定的。
在太阳的光谱中,可以观察到一些特定的谱线,这些谱线对应着太阳表面和大气层中的不同物质的特征。
太阳光谱分析
![太阳光谱分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f3a7ddf0cc17552706220848.png)
通过查阅资料和实验技术人员的讲解了解太阳光的基本知识;
按照技术人员要求进行实验操作
面反射镜M2以及输出 了解太阳能电池的光源—太阳光
AM(Air Mass)
测量太阳光的照度变化
狭缝S2构成。 AM(Air Mass)
实验要求
➢实验操作前认真预习 ➢实验操作前阅读仪器操作说明书 ➢按照技术人员要求进行实验操作 ➢实验过程中多思考多动手 ➢认真完成相关实验和实验报告
思考
1.光栅光谱和棱镜光谱的区别。 2.设计能够检测出发光二极管出射光波长范
围的实验方法。 3.分析太阳光光谱的意义何在?
太阳光与人工太阳模拟器光源的差别
0nm)来进行校准仪器。
采用标准光谱灯进行波长校准 利用汞灯的五根谱线的波长值(标准值为404.
光栅光谱仪示意图
实验操作前阅读仪器操作说明书
光栅光谱仪的校准:
采用标准光谱灯进行波长校准
1 用氘灯谱线校准 利用氘灯的两根谱线的波长值(标准值为 486.0nm和656.0nm)来进行校准仪器。
2 用钠灯谱线校准 利用钠灯的两根谱线的波长值(标准值为 589.0nm和589.6nm)来进行校准仪器。
3 用汞灯谱线校准 利用汞灯的五根谱线的波长值(标准值为 404.7nm、435.8nm、546.1nm、 577.0nm、579.0nm)来进行校准仪器。
实验内容
• 1. 了解太阳能电池的光源—太阳光 • 2. 测量太阳光的照度变化 • 3. 测量太阳光能量的频谱分布 • 4. 太阳光与其它光源的对比 • 5. 太阳光与人工太阳模拟器光源的差别
2. 太阳光的特点
3. AM(Air Mass)能量密度大
为什么太阳会发光
![为什么太阳会发光](https://img.taocdn.com/s3/m/8a018365ce84b9d528ea81c758f5f61fb7362816.png)
为什么太阳会发光
太阳是地球上最重要的自然光源,人们无时不刻都能感受到它的光芒,那到底是什么让太阳发光呢?下面来详细分析一下:
一、太阳光受核聚变作用产生
太阳是一颗由氢变成氦的巨大火球,而当氢原子碰撞时就会发生核聚
变反应,并释放出相当可观的能量,而这些发出的能量就是太阳光,
如果没有核聚变作用的存在,就不会有太阳的发光现象。
二、太阳光温度和发光的相关性
太阳的核心温度高达15000千瓦,遍布全球的可见光波都是自有太阳
核心处释放出来的高温电磁波,核心高温同时也是太阳发光之源,可
见光越多,太阳就越“”发光”。
三、太阳光耗散电子激发作用产生
太阳光能被作为“激发辐射”,可以激发原子核电子的跳动。
从而产生
活动的原子与分子,从而释放出的能量包括紫外线,可见光,红外线
等电磁辐射,进而形成太阳照射地球时发出的光芒。
四、太阳光具备多种特性
太阳的发光特性不仅被用于让地球上的物种正常生活,同时还具有其它不可或缺的功能,比如放射出更多辐射可以影响地球气候,以及监测太阳活动,帮助科学家查明太阳系过程等等。
五、太阳与地球的相互作用
当太阳光照射在地球表面上,地球上的海洋和大气系统会受到太阳的辐射,形成大量的热量,从而影响到地球的温度,不仅如此,太阳光还调节着地球日晷的昼夜变化,气候的季节温度变化,植物的成长生长等等,太阳光可谓是地球上生命存在不可或缺的一部分。
总之,太阳光发光众多成因分析可以推断出,它的光芒博大精深,而且对地球上的物种具有重要意义,而其发光亦是太阳核聚变、温度和电子激发以及地球的相互反作用有着密不可分的关系。
太阳光通量
![太阳光通量](https://img.taocdn.com/s3/m/53374fed3086bceb19e8b8f67c1cfad6185fe97f.png)
太阳光通量1. 什么是太阳光通量?太阳光通量,又称为太阳辐射通量,是指单位时间内通过单位面积的太阳辐射能量。
它用来描述太阳光的强度,是衡量太阳辐射能的重要指标之一。
2. 太阳光的特性太阳光是一种电磁波,具有波粒二象性。
它包含了多种不同波长的光线,从紫外线、可见光到红外线都包括在内。
其中,可见光是人眼可以感知到的部分。
太阳光在空气中传播时会受到散射和吸收的影响。
散射是指太阳光与空气中微小颗粒(如水滴、灰尘等)发生碰撞后改变方向的现象。
吸收则是指太阳光被物体吸收并转化为其他形式的能量。
3. 太阳辐射测量为了准确测量太阳辐射通量,科学家们设计了各种各样的仪器和方法。
3.1 全天日照计全天日照计是一种常用于测量太阳辐射的仪器。
它由一个半球形透镜和一个记录器组成。
透镜可以将太阳光聚焦在记录器上,记录器会根据太阳的位置变化来绘制一条曲线,从而得到太阳辐射的变化情况。
3.2 光度计光度计是一种用来测量光强度的仪器。
通过将光线照射到光敏元件上,并测量所产生的电流或电压信号来确定光强度的大小。
3.3 光谱仪光谱仪可以将太阳光按照不同波长进行分解,并测量每个波长下的辐射能量。
通过对太阳辐射能谱进行分析,科学家们可以了解各种波长下的辐射强度,从而更好地研究太阳活动和地球气候等问题。
4. 太阳辐射与地球太阳是地球上最重要的能源来源之一。
太阳辐射提供了地球上大部分生物活动所需的能量。
4.1 大气层吸收和反射在太阳光到达地球表面之前,会经过大气层的吸收和反射。
大气层中的气体和颗粒物会吸收一部分太阳辐射,并将其转化为其他形式的能量,如热能。
同时,大气层也会反射一部分太阳光回到太空中。
4.2 地球表面的利用地球上的植物通过光合作用将太阳光转化为化学能,从而生长和繁殖。
人类利用太阳光发电、供暖、照明等各种方式来满足生活和工业需求。
5. 太阳光通量的应用太阳光通量在很多领域都有广泛应用。
5.1 太阳能发电太阳能发电是一种利用太阳辐射将光能转化为电能的技术。
基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性
![基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性](https://img.taocdn.com/s3/m/924cae1d3a3567ec102de2bd960590c69ec3d816.png)
基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性太阳光是地球上最重要的能量来源之一,其散射现象在大气与地表之间起着至关重要的作用。
太阳光散射的研究对于了解大气光学特性、地球能量平衡以及气候变化等方面具有重要的意义。
米氏散射理论是研究散射现象的一种基本理论,通过深入研究太阳光的散射偏振特性,我们可以更好地理解和解释大气中的散射现象。
首先,我们需要了解什么是散射。
散射是指入射光在与颗粒或物体相互作用后的改变方向的过程。
根据颗粒的大小与入射光波长的关系,散射现象可分为瑞利散射、米氏散射以及非弹性散射等。
而米氏散射主要发生在颗粒的尺寸大于入射光波长的情况下。
米氏散射的理论基础是米氏散射公式。
该公式描述了入射光线在散射体上发生散射时的各向异性分布。
在米氏散射过程中,颗粒对不同偏振状态的光有不同的散射方式。
这一性质使得我们可以通过测量散射光的偏振特性来研究太阳光在大气中的散射过程。
太阳光在大气中的散射受到大气成分、颗粒物浓度以及入射角度等因素的影响。
其中,大气成分主要包括水蒸气、氧气、氮气等,而颗粒物则包括云、雾、气溶胶等。
不同大气成分和颗粒物对入射光的散射特性有明显的影响,从而导致散射光的偏振状态发生变化。
太阳光在大气中的散射偏振特性除了与大气成分和颗粒物相关外,还与日地几何关系有关。
入射光的入射角度、方位角以及地球自转等因素都会对散射光的偏振状态产生影响。
例如,当太阳光垂直入射地球表面时,所散射的光线在水平方向上的偏振度最高,而垂直方向上的偏振度较低。
对太阳光的散射偏振特性的研究不仅可以帮助我们更好地理解大气中的散射现象,还对于遥感探测、大气光学模拟以及气候变化研究等方面具有重要的应用价值。
通过观测和记录散射光的偏振特性,可以提供大气中颗粒物浓度、云的物理性质以及大气光学参数等方面的信息。
总结而言,基于米氏散射理论的太阳光散射偏振特性研究具有重要的意义。
通过深入研究太阳光在大气中的散射过程,我们可以更好地理解大气光学特性、地球能量平衡以及气候变化等方面的问题。
太阳光参数
![太阳光参数](https://img.taocdn.com/s3/m/e5c73acccd22bcd126fff705cc17552707225e21.png)
太阳光参数太阳光是地球上最重要的能源来源之一,它为地球上的一切生命提供了充足的能量。
太阳光参数是指描述太阳光强度、波长、光谱分布等多种参数的集合。
在不同的领域,如气象学、环境科学、建筑工程等,对太阳光参数的研究具有重要的意义。
本文将就太阳光参数的相关内容展开详细介绍。
一、太阳光的基本特性太阳光是一种电磁波,它的波长范围从短波紫外线到长波红外线,包括可见光、紫外线和红外线。
太阳光在地球大气层中的传播受到大气吸收、散射和反射等多种影响,因而具有一系列的参数。
最基本的参数包括太阳光辐射强度、入射角、光谱分布等。
1. 太阳光辐射强度太阳光辐射强度是指单位面积上的太阳光能量流密度,通常以瓦特每平方米(W/m²)为单位。
它的大小受到太阳的高度角、大气的透明度和天空的云量等因素的影响。
在不同时间、地点和气象条件下,太阳光辐射强度有所不同。
2. 入射角太阳光的入射角是指太阳光线与接收表面之间的夹角。
入射角的变化会影响太阳光在表面上的投影面积和光照强度,进而影响到太阳能的利用效率,因此入射角是太阳能系统设计和优化的重要参数之一。
3. 光谱分布太阳光的光谱分布是指太阳光在不同波长下的能量分布情况。
太阳光主要包括紫外线、可见光和红外线。
可见光占据了太阳光的大部分能量,而紫外线和红外线则对人类健康和环境产生重要影响。
二、太阳光参数的测量与分析为了全面了解太阳光的参数情况,人们通过太阳能光伏系统、太阳能热水系统、太阳能建筑等多种途径对太阳光参数进行测量与分析,常用的测量工具包括太阳能辐射计、太阳光谱仪、太阳辐射计等。
1. 太阳能辐射计太阳能辐射计是专门用于测量太阳光辐射强度的仪器,它通常包括直射辐射计、散射辐射计和总辐射计三个部分,能够实时监测太阳光的强度和波长分布,为太阳能系统的设计和运行提供依据。
2. 太阳光谱仪太阳光谱仪是专门用于测量太阳光光谱分布的仪器,它可以精确地测定太阳光在不同波长下的能量分布情况,为光生物学、光化学等领域的研究提供数据支持。
太阳的基本数据
![太阳的基本数据](https://img.taocdn.com/s3/m/3087a3dcb9f67c1cfad6195f312b3169a451eaf0.png)
太阳的基本数据太阳是我们太阳系中的恒星,它是由气体和尘埃组成的,质量占整个太阳系总质量的99.86%。
下面将详细介绍太阳的基本数据。
一、太阳的物理特性1. 大小和形状:太阳直径约为1,391,000公里,大约是地球直径的109倍。
它呈现出一个近似于球形的形状。
2. 质量和密度:太阳的质量约为2×10^30千克,相当于整个太阳系总质量的99.86%。
然而,它仅占整个太阳系体积的0.0000003%。
因此,太阳非常密集,其平均密度约为1.41克/立方厘米。
3. 温度和颜色:太阳表面温度约为5,500摄氏度(9,932华氏度),而其核心温度则高达15,600,000摄氏度(28,080,032华氏度)。
由于这种高温,太阳呈现出白色或黄色。
4. 光谱类型:根据其光谱类型,太阳被归类为G型主序星或黄矮星。
这意味着它在恒星分类系统中处于中等大小和亮度的位置。
二、太阳的运动1. 自转:太阳自转一周需要大约27天,但由于太阳是一个气体球体,因此不同纬度的自转速度也不同。
在赤道附近,太阳自转速度最快,而在两极附近则最慢。
2. 公转:太阳绕银河系中心公转,一圈大约需要225至250万年。
同时,它也绕着与地球间的质心公转。
这意味着地球和其他行星围绕着太阳旋转时,太阳也会相应地移动。
三、太阳的能量产生1. 核聚变:太阳主要通过核聚变过程产生能量。
在核聚变过程中,氢原子核融合成氦原子核,并释放出大量能量和带电粒子。
2. 能量传输:太阳内部的能量传输主要通过辐射和对流两种方式进行。
在辐射区域内,能量以光子形式传递;而在对流区域内,则是通过热气流来传递。
四、太阳对地球的影响1. 光线和热量:太阳向地球发射光线和热量,这些能量支撑了地球上的生命和气候。
2. 磁场和粒子辐射:太阳也会向地球发射带电粒子和磁场,这些会对地球的磁场和大气层产生影响,可能导致极光等现象。
3. 太阳风暴:太阳还会周期性地发生太阳风暴,这些强烈的带电粒子爆发可能对卫星、通信系统和电网等设施造成损害。
生活中光的偏振现象例子
![生活中光的偏振现象例子](https://img.taocdn.com/s3/m/2bfba52611a6f524ccbff121dd36a32d7375c701.png)
生活中光的偏振现象例子生活中光的偏振现象例子如下:一、太阳光的偏振现象太阳光在大气中传播时会发生偏振现象。
当太阳光以一定角度入射到大气中时,由于大气分子对光的散射,使得光的方向发生改变,从而产生偏振现象。
二、偏振墨镜的偏振效应偏振墨镜是利用偏振光的特性来过滤掉特定方向的光线。
当光线通过偏振墨镜时,只有与墨镜偏振方向相同的光线可以透过,其他方向的光线则被滤除,从而产生偏振效应。
三、光的双折射现象双折射是指光在某些晶体中传播时,会发生折射率不同的现象。
这种现象是由于晶体内部原子结构的非均匀性导致的,使得光在晶体中传播时会分为两束光,即快光和慢光。
四、液晶显示屏的偏振技术液晶显示屏利用液晶分子的排列状态来控制光的偏振方向,从而实现图像的显示。
液晶显示屏中的液晶分子可以通过电场的作用改变其排列状态,进而改变光的偏振方向,实现图像的变化。
五、光的反射与折射的偏振效应当光线从一种介质射向另一种介质时,会发生反射和折射的现象。
在特定角度下,入射光线的偏振方向会影响其反射和折射的方向和强度,从而产生偏振效应。
六、光的散射的偏振效应当光线通过介质中的颗粒或分子时,会发生散射现象。
散射光中的偏振方向与入射光的偏振方向有关,不同的散射角度和介质颗粒的大小会影响散射光的偏振效应。
七、偏振滤光片的效应偏振滤光片可以选择性地通过或阻挡特定方向的偏振光。
通过调整偏振滤光片的方向和角度,可以控制光的偏振方向和强度,从而实现光的偏振效应。
八、光在水面上的偏振现象当光线以一定角度入射到水面上时,会发生反射和折射的现象。
入射光的偏振方向会影响反射和折射光的偏振方向和强度,从而产生光在水面上的偏振现象。
九、光在薄膜上的干涉现象当光线通过薄膜时,会发生干涉现象。
薄膜的厚度和折射率会影响干涉条纹的形成和移动,从而产生光的偏振现象。
十、光的旋光现象光的旋光现象是指光在某些物质中传播时,会使光的偏振方向发生旋转。
这种现象是由于物质分子的手性结构导致的,使得光的偏振方向发生改变。
浅谈建筑自然采光的重要性
![浅谈建筑自然采光的重要性](https://img.taocdn.com/s3/m/32e29381d0d233d4b14e697a.png)
浅谈建筑自然采光的重要性摘要:爱迪生发明灯泡,开启了人类大规模使用人工照明的时代。
现代建筑在设计与建设中,人们也更多地去关注了对于人工光源的运用,却往往忽略了自然光。
关注自然采光,不仅是让身居其中的人们更多的与自然亲近,更是从能源、健康等角度,实现可持续性建筑的一种重要方式。
关键词:建筑;太阳光;天然采光;照明中图分类号:j59 文献标识码:a 文章编号:1005-5312(2012)30-0206-01一、太阳光的特性(一)太阳光的优点首先,作为自然光光源的太阳光,光量极其巨大。
第二,作为自然光光源的太阳光,在以亿年计的时间范围内,是取之不尽、用之不竭的。
也不用花任何代价去“开采”。
这是任何的靠电能、化学能、生物能为动力的人工光源所不能比拟的。
第三,太阳光光谱中的短波光,可以杀菌,还可以预防软骨病。
第四,自然采光实施起来极其简便,不需要铺设线路、设备,也不需要复杂的技术。
第六,人们可以在获取自然光的同时,同时取得心旷神怡的“视景”。
第七,太阳光中蕴涵有大量的热能,虽然现在我们人类转化、储存这些热能的技术还十分初级,但是可以预见,这种技术肯定会很快发展起来。
(二)太阳光能满足人们的心理需求白天太阳光作为室内采光,通过墙面上的窗户进入房间,投落在房间的表面上,使色彩增辉、质感明朗。
由太阳光而产生的光影图案变化使房间的空间活跃,清晰明朗地表达了室内的形体。
日光照明的历史和建筑本身一样悠久,但随着方便高效的电灯的出现,日光逐渐为人们所忽视。
直到最近,人们才重新审视自己一味追求物质享受,过度消耗地球自然资源的不理智行为。
(三)太阳光具有一些独特的物理性能太然光具有一些物理特性,如波动性,微粒性,发出光辉,光色自然,能够显示出质感,而且富于动态变化。
基于这些特性,天然光有其他光源不可比拟的独特的表现力。
将这些特性运用于光环境设计中,可赋予人们以开敞、含蕴精力等感觉。
天然采光能够改变光的强度、颜色和视觉,它不但可以减少照明用电,还可以营造一个动态的室内环境,形成比人工照明系统更为健康和兴奋的工作环境,开拓视野,放松神经,有益于室内人员身体和身心健康,但是如果设计不当,会影响视觉效果,并产生不舒服感,同时也会增加能耗。
人教版高一地理必修1《太阳对地球的影响》评课稿
![人教版高一地理必修1《太阳对地球的影响》评课稿](https://img.taocdn.com/s3/m/11b388866037ee06eff9aef8941ea76e58fa4aac.png)
人教版高一地理必修1《太阳对地球的影响》评课稿一、引言本评课稿围绕人教版高一地理必修1课程中的《太阳对地球的影响》这一章节展开。
本章节主要介绍了太阳光对地球的照射过程以及对地球气候、生物等方面的影响。
通过深入了解太阳的特性、照射规律和对地球的影响,能够帮助学生更好地理解地球与太阳之间的关系,以及如何适应和应对太阳对地球的影响。
二、教学目标1. 知识目标•掌握太阳光的组成和特性;•了解太阳光对地球的照射规律;•理解太阳对地球气候的影响;•了解太阳对地球生物的影响。
2. 能力目标•能正确运用太阳照射规律解释地球气候变化;•能分析太阳对生物活动的影响。
3. 情感目标•培养学生对太阳的敬畏和对地球的关注意识;•培养学生对环境保护和可持续发展的意识。
三、教学重点1. 太阳光对地球气候的影响;2. 太阳光对地球生物的影响。
四、教学内容1. 太阳光的组成和特性1.1 太阳的概述太阳是我们的星球系统中最重要的恒星,它是地球上几乎所有生命活动的能量来源。
1.2 太阳光的组成太阳光由各种不同波长的电磁波组成,包括可见光、紫外线和红外线等。
1.3 太阳光的特性太阳光是一种高温热辐射,具有高能量和辐射性。
2. 太阳光对地球的照射规律2.1 太阳的直射和斜射太阳由于地球自转和公转的运动,会向地球表面以不同角度进行直射和斜射照射。
2.2 地球的日照时数和日照强度地球不同地区的日照时数和日照强度存在差异,由季节、纬度等因素影响。
2.3 太阳高度角和太阳赤纬太阳高度角和太阳赤纬是描述太阳光照射的重要参数,能够影响地球不同地区的气候和季节变化。
3. 太阳对地球气候的影响3.1 太阳辐射的影响太阳辐射会导致地球不同地区的温度差异,进而影响气候分布和气候变化。
3.2 地球大气层的作用地球大气层可以吸收、反射和散射太阳光,调节地球的温度和气候。
3.3 温室效应和全球变暖温室效应是地球大气层中的温室气体吸收和反射太阳热辐射的现象,过度的温室效应导致全球变暖。
阳光的特性和应用
![阳光的特性和应用](https://img.taocdn.com/s3/m/c0abe7ae5ff7ba0d4a7302768e9951e79b896928.png)
阳光的特性和应用阳光是人们生活中必不可少的元素,可以带来许多积极的影响。
阳光照耀在人们身上,能够激发出人们的活力和积极性,促使人们更加健康、快乐和充满生活的活力。
除此之外,阳光的特性也被广泛应用于许多领域。
下面,我们将分别从阳光的特性和应用两个方面来探讨阳光的重要性。
一、阳光的特性阳光是由大量的光子组成的,具有一些非常独特的特性。
在介绍阳光的特性之前,我们先来了解一下太阳辐射的基本分类。
太阳辐射可以分为可见光、紫外线和红外线三类。
这三类辐射的波长和频率分别不同,对人体的影响也不一样。
1. 光照强度阳光的光照强度是衡量阳光强度的一个重要指标。
一般而言,光照强度越强,阳光的照射也就越强烈。
而在不同时间和地点,阳光的光照强度也会有所不同。
例如,夏季中午的阳光照射强度要比早晨和下午低很多。
2. 照射时间阳光照射的时间也是一个非常重要的因素。
通常情况下,阳光照射的时间越长,对人体的影响也就越大。
在夏季长时间暴露在阳光下,容易引发中暑等症状。
而在冬季阳光不足的时候,很容易造成人们的情绪低落,甚至引发抑郁症。
3. 波长和频率阳光辐射的波长和频率也有很大的影响。
例如,可见光的传播距离很远,并且能够穿透物质。
而在红外线和紫外线的传播方面就有很多限制。
在人们日常生活中,紫外线的影响还是比较大的。
人们接触到的紫外线主要分为A、B、C三种,不同的紫外线对人体健康的影响也会有所不同。
二、阳光的应用阳光的特性不仅仅是用来研究的,更是能够被广泛地应用于许多领域。
下面,我们来介绍一下阳光的一些应用。
1. 帮助人体合成维生素D阳光是人体合成维生素D的最主要来源之一。
维生素D是维持人体骨骼健康的重要物质。
当人体皮肤暴露在阳光下时,向人体提供充足的维生素D。
因此,在保持健康的方面,阳光也起着非常重要的作用。
2. 治疗某些疾病阳光还可以用于治疗某些疾病。
例如,阳光能够帮助治疗抑郁症等精神疾病。
此外,阳光还能够帮助治疗某些皮肤病。
3. 制备太阳能太阳能是通过利用阳光能够转化成电能或热能的特性来实现的。
太阳光的神奇力量
![太阳光的神奇力量](https://img.taocdn.com/s3/m/c0d013262379168884868762caaedd3383c4b518.png)
太阳光的神奇力量太阳是地球上最重要的能源之一,其产生出的光和热对我们的生活和环境都有着巨大而神奇的影响。
本文将探讨太阳光的神奇力量及其在我们日常生活中的应用。
一、太阳光的组成和特点太阳光是一种电磁辐射,由各种波长的光子组成,包括可见光、紫外线和红外线等。
这些光子以电磁波的形式传播,具有能量和频率的特点。
太阳光的特点之一是它是免费且无限供应的。
太阳每天都会升起,提供给我们所需的光线和热量。
无论是在冬天取暖还是在夏天晒太阳,我们都能充分享受到太阳光的好处。
二、太阳光的生物学影响太阳光对于生物体而言具有重要的影响。
首先,阳光是植物进行光合作用的能源之一,它使植物能够吸收二氧化碳,并在光合作用过程中释放氧气。
这对于维持地球上的生态平衡至关重要。
此外,太阳光对于人类的健康也有着积极的影响。
人体皮肤可以吸收太阳光中的紫外线B(UVB),进而合成维生素D。
维生素D是维持骨骼健康所必需的,缺少它会导致骨质疏松症和其他健康问题。
然而,过度暴露在太阳下可能导致皮肤晒伤和皮肤癌的风险增加。
因此,我们在接受太阳光照射时需要适当地保护自己,使用防晒霜和遮阳工具。
三、太阳光的能源应用太阳光的能量被广泛应用于各个领域。
首先是太阳能发电。
太阳能光伏系统通过将太阳光转化为电能,为我们的家庭和工业提供清洁且可再生的能源来源。
光伏电池板能够吸收太阳光的能量,并将其转化为直流电,经过逆变器后,可以转化为交流电供我们使用。
其次是太阳能热能的应用。
太阳能热水器能够利用太阳光的热量来加热水,供应热水需求。
而太阳能集热器可以利用太阳光的热量来供暖或加热游泳池等。
这些应用不仅减少了对传统能源的依赖,还降低了碳排放和环境污染。
此外,太阳能在农业灌溉、太阳能烘干、太阳能照明等方面也有广泛应用。
太阳能的清洁、环保和可再生特性使其在可持续发展和环境保护方面发挥着重要的作用。
四、太阳光的艺术和文化意义太阳光不仅在科学和能源领域具有重要意义,它还在艺术和文化中扮演着特殊的角色。
太阳光垂直的平面上的幅照度
![太阳光垂直的平面上的幅照度](https://img.taocdn.com/s3/m/6dd65725c4da50e2524de518964bcf84b9d52dea.png)
太阳光垂直的平面上的幅照度概述太阳光垂直的平面上的幅照度是指太阳光垂直照射到一个平面上的光照强度,也可以理解为单位面积上所接收到的太阳光能量。
幅照度是一个重要的物理量,它对于太阳能的利用、建筑设计和光照条件的评估都具有重要的意义。
本文将对太阳光垂直的平面上的幅照度进行全面、详细、完整且深入的探讨。
太阳光的特性太阳光的组成太阳光是由各种不同波长的光线组成的,包括可见光、紫外线和红外线等。
可见光是人眼可以感知的光线,紫外线和红外线则在人眼不可见。
太阳光的传播太阳光是通过辐射的方式传播的。
当太阳光照射到地球上的物体时,会被物体吸收、反射或透射。
其中,被物体吸收的光能会转化为热能,被物体反射的光则会呈现出物体的颜色,而透射的光则会穿过物体。
太阳光的强度太阳光的强度与太阳的位置、季节和天气等因素有关。
太阳光在地球上的强度最大的时候是在正午,而在清晨和傍晚太阳光的强度较弱。
此外,太阳光在阴天和雨天时也会受到云层的遮挡而减弱。
幅照度的计算方法幅照度可以通过对太阳光的辐射强度进行测量来计算。
常见的测量方法包括使用光度计或太阳光辐射仪等设备进行测量。
幅照度的单位通常为瓦特每平方米(W/m²)。
影响幅照度的因素太阳高度角太阳高度角是指太阳光线与地平线的夹角。
当太阳高度角较小时,太阳光照射到地面上的面积较小,幅照度较低;而当太阳高度角较大时,太阳光照射到地面上的面积较大,幅照度较高。
太阳方位角太阳方位角是指太阳光线与正南方向之间的夹角。
太阳方位角的变化会影响太阳光的入射角度,进而影响幅照度的大小。
大气遮挡大气中的云层、雾霾等因素会对太阳光的传播产生影响,降低太阳光的强度和幅照度。
地理位置地理位置对幅照度也有一定的影响。
在接近赤道的地区,太阳高度角较大,太阳光照射较强,幅照度较高;而在接近极地的地区,太阳高度角较小,太阳光照射较弱,幅照度较低。
幅照度的应用太阳能的利用幅照度是太阳能利用的重要参数之一。
太阳能电池板可以将太阳光转化为电能,而幅照度的大小直接影响太阳能电池板的发电效率。
六年级下册科学太阳知识点
![六年级下册科学太阳知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/f127145c58eef8c75fbfc77da26925c52cc591d5.png)
六年级下册科学太阳知识点太阳是我们生活中最重要的恒星之一,它为地球提供了光和热,同时也是生命存在的原因之一。
在六年级下学期的科学课程中,我们将学习关于太阳的重要知识点,包括太阳的组成、太阳光的特性以及太阳的作用等。
以下是对这些知识点的详细介绍:1. 太阳的组成太阳是一个由氢原子和氦原子组成的巨大气体球体。
他的核心温度约为1500万到2500万华氏度(830万到1380万摄氏度),且有着巨大的引力。
在太阳的内部,正在进行核聚变反应,将氢原子转化为氦原子,并释放出大量的能量。
2. 太阳的层次结构太阳可以分为几个层次结构,从内部到外部依次为:核心、辐射区、对流区、色球层、日冕。
核心是太阳最内部的区域,温度非常高,核聚变反应在此发生。
辐射区和对流区是太阳的外部区域,其中发生了能量传输。
色球层是太阳的可见表面,呈现出光亮的外观。
而日冕是太阳的外层大气,温度非常高,可发现太阳的电晕现象。
太阳是我们获得大部分光能的主要来源。
太阳光由各种波长的电磁辐射组成,包括可见光、紫外线和红外线。
可见光使我们能够看到周围的事物,紫外线可以引起日晒,红外线则是热能的一种形式。
太阳光的能量穿过大气层,到达地球表面,并提供光照和热量。
4. 太阳的作用太阳的作用是多方面的。
首先,太阳提供了地球所需的光照和热量,支持了地球上的生命。
其次,太阳也影响着天气系统,控制着气候变化。
太阳的引力还影响着地球的轨道和潮汐现象。
此外,太阳还是太阳系的中心,它的引力影响其他行星和天体的运动。
5. 太阳的黑子和日食太阳表面上的黑色区域被称为黑子,它们是太阳表面的磁力异常。
黑子出现和消失的过程与太阳的活动周期有关。
而日食是指地球、太阳和月球三者之间的相对位置导致的太阳被遮挡的现象。
日食有部分日食、全食和环食三种类型。
太阳能是一种可再生的能源来源,被广泛应用于我们的生活中。
利用太阳能可以发电、供热、热水,甚至可以充电。
太阳能的应用在环境保护和可持续发展方面具有重要意义。
春分日光照特点
![春分日光照特点](https://img.taocdn.com/s3/m/1b365bd96aec0975f46527d3240c844769eaa090.png)
春分日光照特点
在每年春分这一天,阳光特别柔和,给人一种温暖舒适的感觉。
这是因为在春
分这一天,太阳直射点位于赤道附近,使得南北半球接收到的太阳光辐射基本相等。
这样的光照特点在春分这一天表现得尤为明显。
春分日光的柔和性
春分日的阳光明媚而柔和,不像夏天那样刺眼灼热,也不像冬天那样冰冷刺骨。
春分日的光线穿透力强,给人以温暖舒适的感觉,常常让人感到神清气爽、心旷神怡。
这种柔和的阳光也让大自然焕发出勃勃生机,万物复苏,春意盎然。
春分日的光照时间
春分日的白昼和夜晚时间基本相等,这也是春分这一天的一个显著特点。
当太
阳升起时,光线逐渐洒向大地,给人们带来希望和活力;太阳落山时,余晖犹存,天空华丽绚烂,给人留下美好的回忆。
春分日的光照时间适中,既有足够的时间工作学习,也有足够的时间休憩放松,是一个独特而宜人的一天。
春分日光的影调
春分日的光线还常常呈现出柔和而均匀的影调。
这种影调使得色彩更加丰富饱满,层次感更加明显,给大自然赋予了一种神秘、悠然的美感。
在这一天,人们常会感叹大自然的神奇之处,感受到生活的魅力和美好。
春分日光照特点的独特之处便在于它带给人们的心灵愉悦和心情舒畅。
每到春
分这一天,人们总会被这柔和、温暖、舒适的光照所感染,踏着这如画般美好的一天,迎接着新的希望和美好的未来。
愿这美好的阳光,伴随我们一直前行。
太阳光近似为平行光
![太阳光近似为平行光](https://img.taocdn.com/s3/m/33179f1fdc36a32d7375a417866fb84ae45cc3b6.png)
太阳光近似为平行光太阳光是地球上最重要的能源之一,也是我们生活中不可或缺的光源。
当我们谈论太阳光时,经常会听到一个概念:太阳光近似为平行光。
那么,什么是平行光呢?平行光是指光线在传播过程中保持相对稳定的方向和形状,可以看作是无穷远处的光源发出的光线。
在太阳光的传播过程中,由于太阳距离地球非常遥远,可以将太阳光近似看作平行光。
太阳光在空气中的传播遵循光的直线传播原理,光线在传播过程中会发生折射、反射、散射等现象。
当太阳光射向大气层时,一部分光会被大气层吸收、散射或反射,只有一部分光线能够穿过大气层到达地球表面。
射向地球表面的太阳光,由于太阳距离地球非常遥远,所以可以近似为平行光。
太阳光近似为平行光的原因主要有两个方面。
首先,太阳距离地球非常遥远,太阳光在传播过程中经过的距离非常长,所以可以将太阳光近似看作是平行光。
其次,太阳光在穿过大气层到达地球表面的过程中,由于大气层的吸收、散射和反射等影响,太阳光的传播方向相对稳定,可以看作是平行光。
太阳光近似为平行光在日常生活中有着重要的应用。
例如,在室内设计中,设计师们会利用太阳光的平行性质来确定房间的采光方案,以保证室内光线的均匀分布和舒适度。
另外,在光学实验和光学仪器中,也常常使用平行光来探究光的传播规律和测试光学设备的性能。
虽然太阳光近似为平行光,但在实际情况中,太阳光并不是完全平行的。
由于太阳的直径并不是无限小,所以太阳光在传播过程中会有一定的角度扩散。
此外,大气层的折射作用也会使太阳光的传播方向发生微小的偏转。
因此,严格来说,太阳光并不是完全的平行光,而是近似为平行光。
在实际观测和测量中,我们常常需要考虑太阳光的角度和扩散程度,以便准确测量和分析太阳光的特性和参数。
例如,太阳能电池板的安装角度和朝向会影响电池板的发电效率;太阳高度角的变化会影响太阳辐射的强度和能量分布。
总结起来,太阳光近似为平行光是由于太阳距离地球遥远、太阳光传播过程中的稳定性和大气层的折射作用等因素所致。
气压与太阳光的关系
![气压与太阳光的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/ed4c5cb285868762caaedd3383c4bb4cf7ecb721.png)
气压与太阳光的关系一、引言气压是指大气对单位面积的压力,是大气状态的重要指标之一。
而太阳光是太阳辐射的一部分,是地球上生命存在的重要能源。
本文将探讨气压与太阳光之间的关系,并分析其相互影响的机制。
二、气压的形成机制气压的形成主要与大气的垂直分布和重力有关。
大气的垂直分布呈现出由下往上逐渐减小的趋势,这是由于地球表面的摩擦力和空气分子的重力作用所导致的。
同时,地球的重力使得大气在垂直方向上形成压力差,从而形成气压的梯度。
三、太阳光的辐射特性太阳光是太阳辐射的一部分,主要包括紫外线、可见光和红外线。
其中,紫外线具有较高的能量,可对地球上的生物和环境产生一定的影响;可见光则是人眼所能感知的光线,它不仅是光合作用的重要能量来源,也是人类生活中不可或缺的光源。
四、气压与太阳光的关系1. 大气中的气压变化会对太阳光的传播产生影响。
气压的变化会导致大气密度的变化,从而影响光线的传播速度。
当气压较高时,大气密度较大,光线传播速度较慢,形成折射现象;而当气压较低时,大气密度较小,光线传播速度较快,形成折射现象。
这也是为什么在高海拔地区,由于气压较低,太阳光的折射现象较为明显的原因之一。
2. 气压的变化还会对大气中的颗粒物的分布产生影响,进而影响太阳光的散射和吸收。
气压较高时,大气中的颗粒物较为稀少,光线相对较少被散射和吸收,从而使得太阳光的透过率较高,形成明亮的天气;而气压较低时,大气中的颗粒物较为密集,光线相对较多被散射和吸收,从而使得太阳光的透过率较低,形成阴暗的天气。
3. 太阳光的辐射也会对气压产生影响。
太阳光的辐射能量可以加热地表和大气,从而引起温度的变化。
当地表受到太阳光的辐射加热时,空气受热后会膨胀,从而使得气压下降;而当地表接收的太阳光辐射减少时,空气冷却后会收缩,从而使得气压上升。
这也是为什么在日出和日落时,由于太阳光的辐射变化较大,气压也会发生相应的变化的原因之一。
五、结论气压与太阳光之间存在着密切的关系。
为什么地球上的水是蓝色的?
![为什么地球上的水是蓝色的?](https://img.taocdn.com/s3/m/b9081f61bdd126fff705cc1755270722192e599b.png)
为什么地球上的水是蓝色的?
首先,我们需要了解光的特性。
太阳光是由各种颜色的光波组成的,这些光波在空气中传播时会发生折射和散射。
其中,蓝色光波的波
长比较短,所以它更容易被空气分子散射,而红色光波的波长比较长,所以它更容易通过空气传播。
当太阳光照射到水面时,水分子会吸收其他颜色的光波,而蓝色光
波则会被散射到周围。
这就是为什么我们在看到海洋或湖泊时会感
觉水呈现出蓝色的原因。
此外,当我们从地面上往水面看时,水分子吸收了其他颜色的光波,只有蓝色光波被反射回来,所以我们看到的水就是蓝色的。
综上所述,地球上的水呈现蓝色是由于太阳光照射到水面时,蓝色
光波被散射和反射的结果。
这个过程使得我们在地球上看到的水呈
现出蓝色。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2.3 太阳光谱和太阳辐射
太阳能电池的效率对入射光的能 量和光谱含量都非常敏感。为了方 便不同时间和不同地点时太阳能电 池的数据比较,人们定义了地球大 气层外和地球表面的光谱和功率强 度的标准值。
(2)由于大气对某些波长的较为强烈地 吸收和散射而导致光谱含量的变化。 (3)分散的或间接的光谱组合被引入到 太阳辐射中。 (4)当地大气层的变化引起入射光能量、 光谱和方向的额外改变。
典型的晴空 时,大气对入射 太阳光的吸收和 散射。
红光的波长大于 多数的粒子线度, 不会受影响
蓝光的波长与大气中 粒子线度相当,所以 被强烈散射
核聚变能:
由两个或两个以上氢原 子核(如氢的同位素—氘 和氚)结合成一个较重的 原子核,同时发生质量亏 损释放出巨大能量的反应 叫做核聚变反应,其释放 出的能量称为核聚变能。
核聚变示意图
2.2 太阳辐射
通常指太阳向周围空间发射的电 磁波能量及粒子流 。 虽然太阳的表面辐射水平几乎恒 定,但是当到达地球表面时,太阳光 受地球大气层的吸收和散射作用的影 响强烈,因而成为变量。
第二讲 太阳光的特性
2.1、太阳光
太阳是一个通过其中心的核聚变 反应产生热量的气体球。其内部温度 高2×107k。内部强烈的辐射被靠近 太阳表面的一层氢离子所吸收,能量 以对流的形式穿透通过这层光阻,然 后在太阳的外表面的光球层重新向外 辐射。这个辐射强度接近于温度为 6000K的黑体辐射(一个物体被加 热后,开始发光,发出电池辐射)。
2.5 太阳的视运动
“太阳视运动”是由地 球绕其轴自转引起的表 面现象,它改变着射入 地球的光线的直射分量 角度。从地面的一个固 定位置来看,太阳横跨 整个天空运动。太阳的 位置决定于地面上的点 的坐标、一天中的时间 和一年中的日期。左图 将展示这种太阳视运动:
太阳视运动在很大程度上影响着太阳 能收集器件获得的能量。当太阳光垂直入 射到吸收平面时,在平面上的功率强度等 于入射光的功率强度。然而,当太阳光与 吸收平面的角度改变时,其表面的功率强 度就会减小。当平面与太阳光平行时,功 率强度基本上变为零。对于0度和90度之 间的角,它们相对的功率强度为最大值乘 于cos(θ),其中θ为太阳光与器件平面 之间的夹角。
2
S是高度为h的竖直杆的 投影长度。 由勾股定理便得到此公 式。
上述关于大气质量的计算是以假定 大气层是一个平面层为前提的,但是由 于实际上大气层是弯曲的,当太阳接近 于地平线时大气质量并不完全等于大气 层的路径长度。在日出的时候,太阳的 入射光线与垂直位置的夹角为90°,则 计算得大气质量为无限大,但显然光线 路径并不是无限大的。下面的方程则考 虑了地球的曲率:
1 AM cos
公式基于对 均匀折射的大气 层的假设。
当θ=0度时,大气光学质量等于1或 称AM1,当θ=60时,则是大气光学质 量是2或AM2的情况。AM1.5(相当于 太阳光和垂线方向成48.2度角)为光伏 业界的标准。 任何地点的大气光学质量可以由下列 公式估算:
s AM 1 h
地球上某固定点与太阳的夹角决定 于其所处的位置(地点所在的经度)、 一年中的日期和一天中的时间。另外, 太阳升起和落下的时刻决定于位置所在 的经度。因此,刻画地球上某固定地点 的太阳高度角需要纬度、经度、一年中 的日期和一天中的时间。
1、偏向角 偏向角,用符号δ 表示,由于地球绕其轴 的自转和绕太阳的公转而存在季节性的变化。 如果地球没有相对转轴倾斜,那么偏向角将一 直为0°。然而地球相对于公转平面是倾斜了 23.45°的,偏向角的大小就在±23.45°之间 变化。只有在春分日和秋分日的时候偏向角才 会等于0°。下面的动画描述了地球绕太阳公 转以及偏向角的改变:
地球大气层外的标准光谱称为AM0, 因为光没有穿过任何大气。这个光谱通 常被用来预测太空中太阳能电池的表现。
基于大气质量的强度计算,一天
中,太阳光的直射分量强度可由大气质 量确定,其方程为:
I D 1.353 0.7
AM 0.678
式中ID为垂直平面的太阳光 线的功率强度,单位KW/m2。 AM为大气质量。数值 1.353KW/m2为太阳常数,而 数字0.7则源于入射到大气层中 的辐射大概有70%能到达地球。
地球表面的标准光谱称为AM1.5G(G代 表总的辐射,包括直接的和分散的辐射)或者 AM1.5D(只包含直接的辐射)。AM1.5D的 辐射强度近似于减少28%能量后的AM0光谱 的光谱强度(18%被吸收,10%被散射)。 总的光谱辐射强度要比直射的光谱强度高 10%。从上面的计算可得AM1.5G的值近似 为970W/m2。然而,由于整数计算比较方便 以及入射太阳光存在固有的变化,人们规范了 标准的AM1.5G光谱值为1KW/m2。
即使在天气晴朗的时候,散射 辐射中仍然有大约10%的直接辐 射含量。因此在天气晴朗的时候垂 直入射到地表的太阳光的总辐射量 为:
I G 1.1 I D
2.4 直接辐射和漫射 太阳光穿过大气层到达地球表面时, 太阳光被减少或消弱了大约30%,其影 响因素如下: (1)由大气吸收absorb(氧气、臭 氧、水蒸气、二氧化碳)、散射 scattered和反射(烟雾、尘埃粒子)引 起的太阳辐射能量的减少。
衡量太阳辐射能量的大小,科学家 确定了一个度量太阳辐射强度的单位— —辐射强度。 物理意义:在单位时间内,垂直投 射在地球某一单位面积上的太阳辐射能 量,通常用W/m2 表示,在阳光充足的 白天投射到地球上的辐射强度大约为 1000 W/m2 。
当天空晴朗,太阳在头顶直射且阳光在 大气中经过的光程最短时,到达地球表面 的太阳辐射最强。如下图所示,这个光程 可用1/cos θ近似, θ是太阳光和本地垂线 的夹角。 这个光程一般被定义为太阳辐射到达地 球表面必须经过的大气光学质量AM,因此: