Максимум излучения Земли
Статья к заданиюПарниковый эффект
Эффект «парника» известен всем, имевшим дело с этим незамысловатым огородным сооружением. В атмосфере он выглядит так. Часть излучения Солнца, не отразившаяся от облаков, проходит через атмосферу, исполняющую роль стекла или плёнки, и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность остывает, испуская тепловое излучение, но это уже другое излучение
–
инфракрасное. Средняя длина волны такого излучения значительно больше, чем приходящего от Солнца. Потому почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает его значительно хуже. «Вклад» в парниковый эффект газов, входящих в состав атмосферы Земли, представлен в таблице.
| Газ | Формула | Вклад |
| водяной пар | H₂O | 36–72% |
| диоксид углерода | CO₂ | 9–26% |
| метан | CH₄ | 4–9% |
| озон | O₃ | 3–7% |
Механизм парникового эффекта иллюстрирует рисунок 1 (а и б).
Рис. 1 а
кривая 1
–
расчётный спектр излучения Солнца (с температурой фотосферы 6000
°С);
кривая 2
–
расчетный спектр излучения Земли (с температурой поверхности 25 °С).
Рис. 1 б
Поглощение (в процентном отношении) земной атмосферой излучения на разных длинах волн.
На участке спектра от 10 до 20 мкм находятся полосы поглощения инфракрасного излучения молекулами CO₂, H₂O, O₃, CH₄. Они-то и поглощают излучение, приходящее с поверхности Земли.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя приведённый материал, определите длину волны, на которую приходится максимум инфракрасного излучения Земли при температуре поверхностного слоя $25\, ^\circ\mathrm{C}$. Ответ запишите с точностью до целых, в мкм.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 3. Какова длина волны, на которую приходится максимум инфракрасного излучения Земли при температуре поверхностного слоя 25 °С. Ответ запишите с точностью до целых. | ||||
|
Формат: число или слово без единиц измерения; дробную часть отделяйте запятой.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какой закон связывает температуру тела с длиной волны, соответствующей максимуму его излучения?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте закон смещения Вина: $\lambda_{\max} T = b$, где $b \approx 2898\,\text{мкм}\cdot\text{К}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Переведите температуру в кельвины: $T = 25 + 273 = 298\,\text{К}$, затем вычислите $\lambda_{\max} = \dfrac{2898}{298} \approx 9{,}7\,\text{мкм}$.