126
Mỗi loại chất khí chỉ phát bức xạ và hấp thụ bức xạ trong một số hữu hạn n
khoảng bớc sóng
i
, ngoài các khoảng này, chất khí là vật trong tuyệt đối. Do
đó quang phổ bức xạ hoặc hấp thụ của nó không liên tục, chỉ gồm một số vạch
tơng ứng các khoảng
i
và cờng độ bức xạ toàn phần đợc tính theo

.dEE
n
1i
2i
1i
i
=


=




Quá trình phát bức xạ và hấp thụ bức xạ ra tại mọi nguyên tử hay phân tử
chất khí cả bên trong thể tích V cũng nh trên bề mặt F.

11.5.2. Định luật Bouger và độ đen chất khí

Định luật Bouger cho biết độ hấp thụ tia đơn sắc của 1 chất khí, đợc phát
biểu nha sau:



2
1


==


k
1
2
e
E
E
haydxk
E
dE

Nhờ định luật này tìm đợc hệ số hấp
thụ đơn sắc (hay độ đen) theo:

1k
1
21
e1
E
EE
A


thờng tính bức xạ của khí 3 nguyên tử trở lên, ví dụ CO
2
, hơi H
2
O hoặc sản phẩm
cháy theo công thức của định luật Stefan Boltzmann;
E =
0
T
4

127
Độ đen khối khí đợc tìm trên đồ thị theo = f (p1,T), trong đó 1 là chiều
dày đặc trng cho khối khí, lấy bằng 1 = 3,6
F
V
với V là thể tích [m
3
] và , F diện
tích vỏ bọc [m
2
] của khối khí.
Nếu chất khí là sản phẩm cháy, là hỗn hợp chủ yếu gồm CO
2
và H
2
O, thì
xác định độ đen theo
K
=



+
OHCO
22

)1(
2
1
WW
+=
+








=
OH
65,0
W
K
COK
22
T
T
A

đến 55.10
6
K. Vùng
trung tâm mặt trời có nhiệt độ đủ cao để xảy ra phản ứng nhiệt hạch, biến hạt
nhân hydro thành heli theo phơng trình:
4H
1
= He
4
+ E,
trong đó E là năng lợng đợc giải phỏng ra từ khối lợng bị hụt m = 4m
H

m
He
, đợc xác định bởi công thức Einstein E = m.C
2
= (4m
H
- m
He
)C
2
, với C =
3.10
8
m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không.
Mỗi kilogam hạt nhân H
1
chuyển thành He

m.
128
Trên đồ thị ( - E
0

), diện tích giữa đờng cong E
0

và trục sẽ mô tả
cờng độ bức xạ toàn phần E
0
, cho thấy trong bức xạ Mặt trời phát ra có 98% E
0
ở
vùng sóng ngắn < 3àm, 50% E
0
ở vùng ánh sáng khả kiến [0,4 ữ 0,8] àm.
Các thông số đặc trng khác của bức xạ mặ trời tính theo T
0
, D sẽ là:

313
5
m
18
oOmaxO
m/W10.35,8

bằng năng lợng:
,C.MTQ
2
o
= sẽ bằng
918
26
2827
o
2
10.15s7,4
10.8,3
)10.3.(10.2
Q
C.M
T ===

=

năm

11.6.2. Cân bằng nhiệt cho vật thu bức xạ mặt trời

11.6.2.1. Hằng số Mặt trời

Cờng độ bức xạ mặt trời chiếu tới điểm M cách Mặt trời 1 khoảng l đợc
tính theo công thức:
2
2
o

m) thì:
129
2
2
11
9
48
m/W1353
10.495,1.2
10.392,1
5762.10.67,5Et =








=


Giá trị E
t
= 1353 W/m
2
có ý nghĩa rất lớn trong thiên văn học, đợc gọi là
hằng số mặt trời. E
t
chính là cờng độ BXMT đến mặt ngoài khí quyển trái đất.

D
TT
4
1
2
1
o













=

Nếu V là vật xám hình cầu,
thì:
,
4
1
d
4/d
F

11
9
10.5,1
10.39,1
5762








=
2
1
T = 278K = 5
0
C
Đây có thể coi là giá trị trung bình của nhiệt độ toàn cầu.

11.6.3. Bức xạ mặt trời đến trái đất

Trái đất là hành tinh hình cầu, đờng kính d = 1,273.10
7
m , quay quanh
Mặt trời theo quỹ đạo gần tròn, bán kính R = 1,495.10
11
m, với chu kỳ T
N

=

==
Qt bằng tổng công suất của 10
8
nhà máy thủy điện Hòa Bình ở nớc ta. Do
đó mỗi năm trái đất nhân đợc năng lợng Q
N
= 5,4 . 10
24
J
Khi tia bức xạ Et đến khí quyển, một phần nhỏ Et bị phản xạ, phần còn lại
vào khí quyển bị hấp thụ và tán xạ bởi ozon O
3
, hơi nớc (mây), bụi trong khí
quyển, trong suốt quảng đờng l, phần còn lại sau cùng đợc truyền tới mặt đất,
gọi là tia trực xạ Et
D
. Nếu coi R = 0 thì Et
D
= (1 -A) Et.
Trong đó A phụ thuộc vào l =
H/sin, p, T của khí quyển, và vào các
yếu tố khác của khí quyển nh mây, bụi
vv.
Hệ số hấp thụ A = F (, 1, p, T,
thành phần, tính chất khí quyển) đợc đo
đạc trực tiếp tại từng địa phơng và lấy trị
trung bình theo mùa.
Ngoài tia trực xạ, mỗi điểm M trên