la radiació
DESCRIPTION
La radiació. Juan Bisquert Departament de Física Universitat Jaume I 12071 Castelló Spain Castelló, setembre 2007. Short wavelength High frequency High energy. Long wavelength Low frequency Low energy. La radiació electromagnètica. 1900 – La forma de l’espectre. Max Planck 1831-1879. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
La radiació
Juan Bisquert
Departament de FísicaUniversitat Jaume I12071 CastellóSpain
Castelló, setembre 2007
La radiació electromagnètica
Short wavelength High frequency
High energy
Long wavelength Low frequency
Low energy
1900 – La forma de l’espectre
Llei de radiació de PlanckMax Planck1831-1879
Els cossos emeten segons la seua temperatura. La radiació EM es composa d’una ampla banda de freqüències
Calfament d’un cosEn augmentar la Temperatura, el pic es desplaça cap al visible i després a l’ultraviolat
Iluminació: El cos negre produeix totes les freqüències
Eficiència energia->llum: 10%
1900 – La radiació de cos negre
Quan es calfa, emet radiació segons l’espectre de Planck
Obri la hipòtesi quàntica
El cos negre: No reflecteix, absorbeix tota la radiació que incideix sobre ell.
Emissió de llum: efecte fotoelèctric
Albert Einstein1879 – 1955
La hipòtesi quàntica per als fotons
Interacció entre la llum i la matèria
L’energia del fotó correspon a la diferència d’energies entre els nivells atòmics
Schematic of energy drop when an electron moves from to a lower energy level.The frequency (v) at which the spectral line occurs is related to the energy (E) by Planck`s law; E = hv, where h is Planck’s constant. The atomic radiation produced can be characterised by both emission and an absorption coefficients.
E = hv
Emissió de llum: des d’un àtom
L’electró canvia d’estatL’energia es llibera com un fotó
L’àtom passa a un nivell amb més energia,Per absorció d’un fotó
Emissió de llum des d’un semiconductor
Emissió de llum des d’un semiconductor:LEDs
Eficiència energia->llum50%
L’espectre de la radiació solar
Emisió de cos negre del Sol i de la Terra
Filtratge de la radiació en l’atmosfera
L’espectre de la radiació solar
Emisió de cos negre del Sol i de la Terra
Wavelength spectrum of solar radiation (red) and terrestrial radiation (blue). The solar spectrum has been simplified and is for the solar radiation intercepted by the Earth (as in Figure 2), not the total
power emitted by the Sun. Note again that the wavelength scale is logarithmic
Filtratge de la radiació en l’atmosfera
The major absorbers of IR radiation are water vapor (66 to 85%) and CO2 (9 to 30%). Water vapor remains at a pretty constant mass in the atmosphere, as precipitation and evaporation are essentially in balance. But because CO2 has a long residence time in the atmosphere, it's concentration in the atmosphere has been rising steadily over 150 years.
Els gasos principals de l’atmosfera (oxigen, nitrogen) no absorbeixen radiació infraroja, les propietats radiatives de l’atmosfera estan dominades per gasos de traça, sobretot vapor d’aigua, diòxid de carboni, I ozó.
Emissió de la terra
La terra emet en infraroig, com un cos negre a uns 300 K
1. Emisió des de la superficie, a uns 300 K2. Banda opaca del CO2. Emisió des de la capa superior de l’atmosfera, a uns 220 K
12
Emissió de la terra
Sahara
Mediterrani
Antartic
La terra emet en infraroig, com un cos negre a uns 300 K
El balanç de les llums
The steady-state balance between incoming and reflected solar radiation (orange arrows) and outgoing terrestrial radiation (reddish arrow) for an Earth-like planet without an atmosphere. 100 units represent the globally averaged rate per unit area at which solar radiation reaches the planet; i.e. 342 W m−2
Variacions de la composició de l’atmosfera
because CO2 has a long residence time in the atmosphere, it's concentration in the atmosphere been rising steadily over 150 years. Before that CO2 was essentially in balance in the atmosphere. But since the industrial revolution, CO2 has been added to the atmosphere much faster than it returns to earth.