|
Добра господа !
Физически Солнце можно рассматривать как Планковский излучатель (абс. чёрное тело) с температурой наружной поверхности 5773 К и удельной плотностью мощности излучения с единицы излучающей площади 6,35 кВт/cм2.
Вне атмосферы Земли общая мощность излучения Солнца составляет 1340 Вт/м2 – эта величина называется солнечной постоянной (Сcоnst)
Масса Солнца – 1,99·1030 кг (99,866% от массы всей солнечной системы)
Диаметр Солнца – Dc= 1,392·106 км , экваториальный радиус – 6,95·105 км.
Удаление от Земли – lc-з= 149·106 км.
Угловой размер Солнца (c Земли) – 32'
Яркость Солнца: Lc = 1,9·109 кд/м2 (вне земной атмосферы) и 1,5·109 кд/м2 (при измерении с Земли) – тысяча пятьсот мегакандел ! (Сильнейший слепящий источник !)
Площадь проекции поверхности Солнца относительно взгляда c Земли:
Sc.пр.= π (Dc/2)2=3,14 (6,957·108 м)2 = 1,52·1018 м2
Сила света Солнца: Ic = Lc·Sc.пр.= 1,5·109 ·(1,52·1018) = 2,887·1027кд = 2,28·1021 Мкд
Суммарный световой поток Солнца: Фс= 4 π · Ic = 12,56 · 2,887·1027= 3,63·1028лм
Освещённость от прямого излучения Солнца:
Ес= Ic : (l сз)2 =2,887·1027/(1,496·1011)2 ≈ 125 000лк. (lсз – расстояние Солнце-Земля)
Сочетание сверхвысоких давлений и температур (15·106 К) в центре активного ядра Солнца обусловливает постоянное протекание термоядерных реакций – преобразование водорода в гелий. Ежесекундно 657·106т водорода преобразуется в 653·106 т гелия (таким образом, Солнце до некоторой степени можно считать самоконтролируемой водородной бомбой!). Уже в течение 4 млрд. лет каждую секунду Солнце излучает энергию, равную примерно 1018 Вт · с (это эквивалентно мощности 400 млн. шт. водородных бомб !!!). На современном уровне знаний, по данным учёных, до конца термоядерных реакций H→ He на Солнце пройдёт ещё 4,5-5 млрд. лет. Таким образом, полный «срок службы» источника нашей жизни – приблизительно равен 10 млрд. лет !
Большой интерес представляет оценка световой отдачи Солнца. Ниже приведены 2 основных расчётных метода.
Возникающая при реакции в ядре Солнца разность масс равна:
∆m = 657·106т - 653·106 т = 4,3·106т.
Это эквивалентная энергия излучения Солнца, которую оно каждую секунду посылает в мировое пространство.
Знаменитая формула Альберта Эйнштейна:
ε = m·c2 (m – масса, с – скорость света)
Тогда мощность Солнца определится как:
Рс= ∆m·c2/cек = 4,3·109 кг· (300·103 км/c)2/cек = 3,87·1026 Вт
Световая отдача Солнца:
ηс = Фс / Рс = 3,63·1028лм / 3,87·1026Вт = 93,78 лм/Вт
Световая отдача Солнца может быть также определена по интенсивности спектральной облучённости Ееλ вне земной атмосферы в видимом диапазоне оптического спектра (λ= 380-780 нм).
Внеатмосферная освещённость:
Е = 683(лм/Вт) · Σ Ееλ· V(λ) ∆λ , где Ееλ – в Вт /(м2 · нм), ∆λ = 10 нм, пределы суммирования: нижний - λ=380 нм, верхний - λ=780 нм
Тогда Е = 683 лм/Вт · 181,81 Вт /м2 = 124 176 лк
и с учётом солнечной постоянной Сcоnst=1340 Вт /м2световая отдача Солнца:
ηс = 124 176 лм·м -2 /1340 Вт · м -2 = 92,7 лм/Вт.
А теперь «вернёмся на Землю»...
Важный вывод для авторов учебников, пособий, консультантов, а также для всех интересующихся светотехникой: наше «старое доброе» Солнышко по световой отдаче ( ≈ 93 лм/Вт) примерно эквивалентно линейным люминесцентным лампам Т16 (Т5) и значительно уступает современным светодиодам и целому ряду газоразрядных ламп высокого давления.
|
20.12.2019, 21:17
Похожие темы
