Efektivní teplota

Efektivní teplota je parametr, který charakterizuje svítivost (celkový radiační výkon ) nebeského tělesa (nebo jiného objektu), to znamená, že jde o teplotu absolutně černého tělesa o rozměrech rovných rozměrům nebeského tělesa, které je vyzařuje. množství energie za jednotku času [1] . $T_{E}$

V souladu se Stefanovým-Boltzmannovým zákonem svítivost kulového absolutně černého tělesa s poloměrem , tedy plochou vyzařující plochy : $L$ $R$ $4\pi R^{2}$

L=4\pi R^{2}\sigma T_{E}^{4}

Kde je Stefanova-Boltzmannova konstanta rovna 5,67⋅10 -8 W / (m 2 K 4 ). $\sigma$

Efektivní teplota předmětu je tedy rovna teplotě absolutně černého tělesa, z jehož jednotkového povrchu je vyzařována energie za jednotku času . $L/4\pi R^{2}$

V případě nebeských těles obklopených atmosférami je efektivní teplota určena teplotou vnější vyzařující vrstvy atmosféry s optickou tloušťkou : u hvězd - fotosférou , u planet - horními vrstvami . atmosféry. Jak v případě nebeských těles s vlastními zdroji energie (hvězdy), tak v případě nebeských těles, která přijímají energii z centrálního tělesa (vnitřní planety, jejichž atmosféry obsahují skleníkové plyny ), je efektivní teplota nižší než teplota vnitřku hvězd nebo planetárních povrchů. $\tau \cca 1$

Efektivní teplota Země

Země je osvětlena Sluncem z jedné strany, takže velikost dopadajícího toku záření je: , kde je sluneční konstanta . Vzhledem k tomu, že Země odráží část záření, vezmeme-li v úvahu průměr přes celé spektrum albeda Země, energetický tok absorbovaný planetou bude: , kde je geometrické albedo Země. V rovnováze je absorbovaný tok energie roven toku vyzářené energie (vyjádřeno Stefanovým-Boltzmannovým zákonem), takže získáme rovnost $J_{0}=\pi R^{2}\varepsilon$ $\varepsilon$ $J_{1}=\pi R^{2}\varepsilon (1-a)$ $A$

\pi R^{2}\varepsilon (1-a)=4\pi R^{2}\sigma T_{E}^{4},

odkud z toho plyne

T_{E}={\sqrt[{4}]{\frac {\varepsilon (1-a)}{4\sigma }}},

kde je Stefanova-Boltzmannova konstanta rovna 5,67⋅10 -8 W / (m 2 K 4 ). $\sigma$

Odtud číselná hodnota efektivní teploty Země je 249 K, neboli −24 °C.

Skutečná hodnota průměrné teploty zemského povrchu je vyšší než udávaná v důsledku skleníkového efektu . Spektrální maximum slunečního záření, odpovídající 5500 K, leží ve viditelné oblasti, pro kterou je zemská atmosféra průhledná. A spektrální maximum tepelného záření zemského povrchu leží v infračervené oblasti. Toto infračervené záření je absorbováno skleníkovými plyny zemské atmosféry a je znovu emitováno se spektrálním maximem odpovídajícím teplotě vzduchu v těchto výškách. Takže -24° je efektivní teplota zemské atmosféry při pohledu z vesmíru.

Viz také

Poznámky

↑ Bychkov K. V. Efektivní teplota // Fyzikální encyklopedie : [v 5 svazcích] / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1999. - V. 5: Stroboskopické přístroje - Jas. - S. 645-646. — 692 s. — 20 000 výtisků. — ISBN 5-85270-101-7 .

Odkazy

Archie E. Roy, David Clarke. Astronomie . - CRC Press , 2003. - ISBN 978-0-7503-0917-2 .
Přehled Země . nssdc.gsfc.nasa.gov . Získáno 8. května 2018. Archivováno z originálu 30. října 2010. (neurčitý)

hvězdy
Klasifikace	Hypergianti veleobrů Světlí obři Obři Podobři Hvězdy hlavní sekvence (trpaslíci) podtrpaslíci bílých trpaslíků hyperrychlostní hvězdy proměnné hvězdy
Subhvězdné objekty	hnědý trpaslík podhnědý trpaslík Planetární
Vývoj	Formace protostar Od hvězdy k hlavní sekvenci Hlavní sekvence Podobří větev Červená obří větev horizontální větev červené zahušťování modrá smyčka Asymptotická větev obrů planetární mlhovina supernova bílý trpaslík modrý trpaslík neutronová hvězda Černá díra
Nukleosyntéza	Proton-protonový cyklus Cyklus CNO héliový blesk Trojitá reakce helia Hořící uhlík uhlíková detonace pálení neonu spalování kyslíku Spalování křemíku s-proces r-proces p-proces rp proces alfa proces
Struktura	Jádro konvekční zóna zářivá zóna hvězdná atmosféra Fotosféra Chromosféra Koruna Vítr Magnetické pole
Vlastnosti	Absolutní velikost metalicita Barevný index Správný pohyb Spektrální třída Efektivní teplota
Související pojmy	Kompletně černé tělo Hertzsprung-Russell diagram Hvězdné asociace hvězdné systémy hvězdokupy planetární systémy Fraunhoferovy linie
Hvězdné seznamy	Nejmasivnější Největší Nejjasnější s nejvyšší svítivostí Nejbližší hnědé trpaslíky Vlastní jména hvězd