Ich hänge bei folgender Übung fest:
Stellen Sie sich eine mattweiß lackierte Aluminiumkugel mit einem Emissionsgrad von vor bei sichtbaren Wellenlängen u bei Wellenlängen länger als . Diese Kugel umkreist die Sonne und erhält einen Energiefluss von . Finden Sie die stationäre Temperatur der Kugel. Ermitteln Sie die Spitzenwellenlänge der abgestrahlten Energie und bestimmen Sie deren Wert sollte zur Berechnung der abgestrahlten Energie verwendet werden.
Jetzt habe ich zuerst erkannt, dass die Kugel mit Radius empfängt die Strahlung der Sonne nur auf einer Fläche von während er in der Lage ist, Strahlung über seine gesamte Fläche zu emittieren . Der von der Kugel abgegebene Leistungsfluss sollte also ein Viertel des empfangenen Leistungsflusses betragen:
Viel weiter komme ich aber nicht. Ich möchte die Temperatur weiter berechnen, zum Beispiel mit , aber der durchschnittliche Emissionsgrad ist abhängig von der Temperatur und ich weiß es nicht einmal für die meisten Wellenlängen, also ist das nicht wirklich eine Option. Die einzige andere relevante Gleichung, die ich kenne, ist das Plancksche Gesetz:
Aber ist nur für sichtbares Licht und Wellenlängen größer als 5 Mikrometer gegeben. Ich dachte darüber nach, die Lücke zwischen denen mit einer linearen Funktion wie folgt zu approximieren:
aber selbst damit weiß ich nicht, wie ich das Plancksche Gesetz verwenden könnte, um die Temperatur zu berechnen. Irgendwelche Ideen werden sehr geschätzt.
Ich denke, die Idee ist, dass es eine sehr geringe Wellenlängenüberlappung zwischen den Strahlungskurven der Sonne und der Kugel gibt (vielleicht müssen Sie dafür ein Argument liefern), sodass Sie sie separat behandeln können. Sie müssen gleichsetzen (unter Berücksichtigung des Faktors vier) für die Temperatur der Sonne und den optischen Emissionsgrad und für die (unbekannte) Temperatur und den Infrarot-Emissionsgrad der Kugel.
ProfRob
Keno
äh