Bài giảng chương 2 - Bức xạ và nhiệt độ

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Bức xạ và nhiệt độ. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng chương 2 - Bức xạ và nhiệt độ Ch¬ng II Bø c x¹vµnhiÖt®é §Æt vÊn ®Ò: mét trong ba nh©n tè h×nh thµnh khÝ hËu 2.1C¸c kh¸iniÖmc hungCã 3 c¸ch truyÒn nhiÖt:• TruyÒn dÉn: Sù truyÒn nhiªt (vÝ dô níc nãng vµ thanh ®ång) Khi tiÕp xóc víi nhau, c¸c “h¹t” níc truyÒn mét phÇn ®éng n¨ng ph©n tö cho c¸c “h¹t” ®ång vµ do ®ã ®éng n¨ng c¸c ph©n tö níc gi¶m vµ cña ®ång t¨ng lªn. Do ®ã nhiÖt ®é cña níc t¨ng lªn vµ cña ®ång t¨ng lªn (nhiÖt ®é cña mét vËt do chuyÓn ®éng ph©n tö cña vËt ®ã quyÕt ®Þnh) Gi÷a mÆt ®Êt vµ c¸c líp ®Êt bªn díi cã chªnh lÖch vÒ nhiÖt t¹o ra sù dÉn nhiÖt tõ n¬i cã nhiÖt ®é cao ®Õn n¬i cã nhiÖt ®é thÊp h¬n. • Trao ®æi: §èi lu- ChÊt lu bÞ ®un nãng (nhËn nhiÖt lîng) th× në ra lªn khèi lîng riªng nhá ®i so víi c¸c vïng kh«ng bÞ h©m nãng. Do ®ã phÇn bÞ h©m nãng chuyÓn ®éng lªn phÝa trªn, phÇn l¹nh ch×m xuèng díi t¹o thµnh dßng chÊt lu mang nhiÖt lîng tõ vïng nµy tíi vïng kh¸c. Tãm l¹i ®èi lu lµ sù truyÒn néi n¨ng bëi c¸c dßng khÝ hay dßng chÊt láng.• Bøc x¹:ph¬ng thøc truyÒn nhiÖt b»ng sãng ®iÖn tõ trêng, kh«ng cÇn m«i trêng trung gian• Cêng ®é n¨ng lîng bøc x¹ MÆt trêi trùc tiÕp: tÝnh b»ng calo dån tíi mét cm2 mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi tia bøc x¹ MÆt Trêi trong thêi gian mét phót Bø c x¹®îc biÓu thÞb»ng ®é dµi bíc s ãng ,khib íc s ãng g i¶m, n¨ng lîng mang the o t¨ng Khi mét ph©n tö, nguyªn tö hay i-on bÞ kÝch thÝch, nã cãthÓ ph¸t ra ¸nh s¸ng. Electron trong quü ®¹o b×nh thêng bÞkÝch thÝch bËt lªn møc n¨ng lîng cao h¬n. Khi electron trël¹i quü ®¹o b×nh thêng (cña) nã, nã ph¸t ra mét ph«t«n ¸nhs¸ng. C¸c líp trong khÝ quyÓn vµ ®é xuyªn cña bøc x¹ 2.1.1Bø c x¹ 2.1.2Cê ng ®é ph¸tx¹Cêng ®é ph¸t x¹ cña vËt tÝnh b»ng calo ph¸t ra tõ mét®¬n vÞ diÖn tÝch (1 cm2) bÒ mÆt cña vÊt ph¸t x¹ trongthêi gian mét phót.Theo quy t¾c Stªphan Boonsman:E 0=abT4 (cal/cm2phót)T: nhiÖt ®é tÝnh b»ng ®é Kenvina:hÖ sè ph¸t x¹b: h»ng sè Stªphan Boonsman b»ng 8.26.10-11. 2.1.3Bø c x¹mÆttrê i- Bøc x¹ MÆt Trêi lµ dßng n¨ng lîng vµ vËt chÊt ph¸t ®itõ MÆt Trêi ®Õn Tr¸i §Êt.- Chóng ta sö dông sù liªn hÖ “Wien” do hai nhµ vËt lýhäc Wilhelm Wien 1864-1928 ph¸t minh ®Ó x¸c ®Þnh bíc sãng, mµ ë ®ã tËp trung nhiÒu n¨ng lîng nhÊt: max =h»ng sè/T : bíc sãng tÝnh b»ng m , øng víi nã bøc x¹ lín maxnhÊth»ng sè:2897 m 0K Bøc x¹ sãng ng¾n cña MÆt Trêi vµ sãng dµi cña mÆt ®Êt - Bøc x¹ sãng dµi- Bøc x¹ sãng ng¾n- Bøc x¹ ¸nh s¸ng nh×n thÊy- Phæ MÆt Trêi- H»ng sè MÆt Trêi: Cêng ®é bøc x¹ MÆt Trêi ®îc tÝnh b»ng calo dån tíi l cm2 mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi tia n¨ng lîng MÆt Trêi trong thêi gian mét phót I0(cal/cm2 phót).Cêng ®é bøc x¹ MÆt Trêi ë giíi h¹n trªn cña khÝ quyÓn hay cßn gäi lµ H»ng sè mÆt Trêi.4 R 2E 0 =4 r2Fë ®©y : r - b¸n kÝnh MÆt Trêi (696.000 km).R - kho¶ng c¸ch tõ t©m MÆt Trêi ®Õn giíi h¹n trªn cña khÝ quyÓn (150.000.000 km). h»NG Sè MÆT TRêI kho¶ng c¸ch tõ tr¸i ®Êt ®Õn mÆt trêi3/I cËn nhËt 5/VII viÔn nhËt 2.1.3.2 N¨ng lîng bøc x¹ MÆt Trêi bÞ suy yÕu do khÝ quyÓn• BÞ hÊp thô bëi O3, CO2, h¬i níc• bÞ khuÕch t¸n ra c¸c híng kh¸c nhau bëi c¸c ph©n tö kh«ng khÝ, t¹p chÊt, m©y. C¢N B»NG BøC X¹ MÆT TRêI Lîng bøc x¹ MÆt trêi suy yÕu khi ®i qua khÝ quyÓn ® îc tÝnh theo c«ng thøc BughªI=I0pmTrong ®ã:I lµ cêng ®é bøc x¹ MÆt Trêi cßn l¹i trªn mÆt Tr¸i ®Êt.I0 lµ h»ng sè MÆt Trêi.m: ®o¹n ®êng cña tia bøc x¹ ph¶i ®i qua trong khÝ quyÓn (khèi lîng quang häc b»ng bao nhiªu khÝ quyÓn).P: ®é trong suèt (cho biÕt phÇn bøc x¹ ®i qua 1 khÝ quyÓn (m=1) lµ bao nhiªu).NÕu gãc h0 b»ng h0 90 60 30 10 0 m 1.0 1.2 2.0 5.6 35.4 HÖ sè vÈn ®ôc lµ tû sè gi÷a ®é trong suèt thùc cña khÝ quyÓn víi ®é trong suèt lÝ tëng. Tû sè nµy do lîng h¬i níc vµ bôi trong khÝ quyÓn quyÕt ®Þnh vµ lu«n lu«n lín h¬n ®¬n vÞ.VÜ ®é (B¾c b¸n 0-200 40-500 50-600 60-800cÇu)HÖ sè vÈn ®ôc 4.6 3.5 2.8 2 §Þnh luËt Rel©y Theo ®Þnh luËt Rel©y, trong kh«ng khÝ trong s¹ch, sù khuÕch t¸n ®îc diÔn ra chØ do c¸c ph©n tö khÝ th×c êng ®é bøc x¹ khuÕch t¸n tØ lÖ nghÞch víi luü thõa bËc bèn bíc sãng cña tia bÞ khuÕch t¸n. iλ=(a/λ4)xIλ ...