Γιατί η γη εκπέμπει μακρύτερη ακτινοβολία από τον ήλιο;
1. Θερμοκρασία και ακτινοβολία μαύρου σώματος:
* Ο ήλιος: Ο ήλιος είναι εξαιρετικά ζεστός, με θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 5.500 ° C. Σε τέτοιες υψηλές θερμοκρασίες, εκπέμπει σημαντική ποσότητα ενέργειας με τη μορφή ακτινοβολίας μικρού μήκους κύματος, κυρίως στα ορατά και υπεριώδη τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
* Η γη: Η γη είναι πολύ πιο δροσερή από τον ήλιο, με μέση θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 15 ° C. Λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας της, εκπέμπει μεγαλύτερα μήκη κύματος ακτινοβολίας, κυρίως στην υπέρυθρη περιοχή.
2. Νόμος περί μετατόπισης του Wien:
* Αυτός ο θεμελιώδης νόμος στη φυσική δηλώνει ότι το μέγιστο μήκος κύματος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ένα μαύρο σώμα (ένα εξιδανικευμένο αντικείμενο που απορροφά και εκπέμπει όλη την ακτινοβολία) είναι αντιστρόφως ανάλογος της θερμοκρασίας του.
* Με απλούστερους όρους, τα θερμότερα αντικείμενα εκπέμπουν περισσότερη ακτινοβολία σε μικρότερα μήκη κύματος, ενώ τα πιο δροσερά αντικείμενα εκπέμπουν περισσότερη ακτινοβολία σε μεγαλύτερα μήκη κύματος.
3. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου:
* Η ατμόσφαιρα της Γης παίζει καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του πλανήτη. Ορισμένα αέρια στην ατμόσφαιρα, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο και ο υδρατμός, είναι ιδιαίτερα καλά στην απορρόφηση και την εκδοτική υπέρυθρη ακτινοβολία.
* Αυτή η διαδικασία απορρόφησης και επανεκκίνησης παγιδεύει μερικές από τις εξερχόμενες ακτινοβολίες της Γης, θερμαίνοντας τον πλανήτη. Αυτό είναι γνωστό ως αποτέλεσμα του θερμοκηπίου.
Συνοπτικά:
* Η γη εκπέμπει μεγαλύτερη ακτινοβολία μήκους κύματος από τον ήλιο επειδή είναι σημαντικά πιο δροσερό.
* Ο νόμος περί μετατόπισης του Wien εξηγεί αυτή τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και του μέγιστου μήκους κύματος.
* Η ατμόσφαιρα της Γης επηρεάζει περαιτέρω την εξερχόμενη ακτινοβολία μέσω του αποτελέσματος του θερμοκηπίου, παγιδεύοντας μερικά από τα μεγαλύτερα μήκη κύματος και συμβάλλοντας στη ζεστασιά του πλανήτη.
