NÀNG LÆÅÜNG MÀÛT TRÅÌI
LYÏ THUYÃÚT VAÌ ÆÏNG DUÛNGTS. HOÀNG DƯƠNG HÙNG

LÅÌI NỌI ÂÁƯU

Nhu cáưu vãư nàng lỉåüng ca con ngỉåìi trong thåìi âải khoa hc k
thût phạt triãøn ngy cng tàng. Trong khi âọ cạc ngưn nhiãn liãûu dỉû
trỉỵ nhỉ than âạ, dáưu m, khê thiãn nhiãn v ngay c thy âiãûn âãưu cọ
hản, khiãún cho nhán loải âỉïng trỉåïc nguy cå thiãúu hủt nàng lỉåüng.
Viãûc tçm kiãúm v khai thạc cạc ngưn nàng lỉåüng måïi nhỉ nàng lỉåüng
hảt nhán, nàng lỉåüng âëa nhiãût, nàng lỉåüng giọ v nàng lỉåüng màût
tråìi ... l hỉåïng quan trng trong kãú hoảch phạt triãøn nàng lỉåüng,
Viãûc nghiãn cỉïu sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi ngy cng âỉåüc
quan tám, nháút l trong tçnh trảng thiãúu hủt nàng lỉåüng v váún âãư cáúp
bạch vãư mäi trỉåìng hiãûn nay. Nàng lỉåüng màût tråìi âỉåü
c xem nhỉ l
dảng nàng lỉåüng ỉu viãût trong tỉång lai, âọ l ngưn nàng lỉåüng sàơn
cọ, siãu sảch v miãùn phê. Do váûy nàng lỉåüng màût tråìi ngy cng âỉåüc
sỉí dủng räüng ri åí cạc nỉåïc trãn thãú giåïi.
Näüi dung cún sạch âỉåüc biãn soản mäüt cạch tỉång âäúi r rng dãù
hiãøu nhåì kinh nghiãûûm ging dảy, nghiãn cỉïu láu nàm v kinh nghiãûm
thỉûc tãú ca tạc gi trong lénh vỉûc nàng lỉåüng màût tråìi. Trong quạ
trçnh biãn soản, tạc gi â cọ tham kho nhiãưu ti liãûu ca nhiãưu tạc
gi trong v ngoi nỉåïc. Cún sạch âỉåüc chia ra lm hai pháưn:
- Pháưn mäüt: Màût tråìi v Nàng lỉåüng màût tråìi
- Pháư

3.2. Thiãút kãú v làõp âàût hãû thäú
ng pin màût tråìi 39
3.3. ỈÏng dủng pin màût tråìi 52
Chỉång 4. Thiãút bë nhiãût màût tråìi 55
4.1. Cå såí l thuút tênh thiãút bë nhiãût màût tråìi 55
4.2. Bãúp náúu dng nàng lỉåüng màût tråìi 87
4.3. Hãû thäúng cung cáúp nỉåïc nọng dng nàng lỉåüng màût tråìi 101
4.4. Hãû thäúng sáúy dng nàng lỉåüng màût tråìi 145
4.5. Hãû thäúng chỉng cáút nỉåïc dng nàng lỉåüng màût tråìi 153
4.6. Âäüng cå stirling dng nàng lỉåüng màût tråìi 162
4.7. Thiãút bë lảnh dng nàng lỉåüng màût tråìi 169
4.8. Nh mạy nhiãût âiãûn màût tråìi 191
Phủ lủc 196
Ti liãûu tham kho 209
Mủc lủc 215

215

PHệN I
MT TRèI VAè NNG LặĩNG MT TRèI

Mỷt trồỡi laỡ mọỹt trong nhổợng ngọi sao phaùt saùng maỡ con ngổồỡi coù
thóứ quan saùt õổồỹc trong vuợ truỷ. Mỷt trồỡi cuỡng vồùi caùc haỡnh tinh vaỡ caùc
thión thóứ cuớa noù taỷo nón hóỷ mỷt trồỡi nũm trong daới Ngỏn Haỡ cuỡng vồùi
haỡng tyớ hóỷ mỷt trồỡi khaùc. Mỷt trồỡi luọn phaùt ra mọỹt nguọửn nng lổồỹng
khọứng lọử vaỡ mọỹt phỏửn nguọửn nng lổồỹng õoù truyóửn bũng bổùc xaỷ õóỳn
traùi õỏỳt chuùng ta. Traùi õỏỳt vaỡ Mỷt trồỡi coù mọỳi quan hóỷ chỷt cheợ, chờnh

km
(bàòng mäüt âån vë thiãn vàn
AU ạnh sạng Màût tråìi cáưn
khong 8 phụt âãø vỉåüt qua
khong ny âãún Trại âáút).
Khäúi lỉåüng Màût tråìi khong
M
o
=2.10
30
kg. Nhiãût âäü T
o

trung tám màût tråìi thay âäøi
trong khong tỉì 10.10
6
K
âãún 20.10
6
K, trung bçnh
khong 15600000 K. ÅÍ
nhiãût âäü nhỉ váûy váût cháút
khäng thãø giỉỵ âỉåüc cáúu trục
tráût tỉû thäng thỉåìng gäưm
cạc ngun tỉí v phán tỉí.
Nọ tråí thnh plasma trong âọ cạc hảt nhán ca ngun tỉí chuøn âäüng
tạch biãût våïi cạc electron. Khi cạc hảt nhán tỉû do cọ va chảm våïi nhau
s xút hiãûn nhỉỵng vủ näø nhiãût hảch. Khi quan sạt tênh cháút ca váût
cháút ngüi hån trãn bãư màût nhçn tháúy âỉåüc ca Màût tråìi, cạc nh khoa
hc â kãút lûn ràòng cọ phn ỉïng nhiãût hảch xy ra åí trong lng Màût

Neutrino

Loới

Vóỳt õen
Sừc quyóứn
Tia bổùc xaỷ X
vaỡ
Tai lổớa
Vuỡng quang cỏửu
Vuỡng õọỳi lổu
Vuỡng trung gian
Bổùc xaỷ khaớ kióỳn,
họửng ngoaỷi vaỡ tổớ

ngoaỷi

Phoùng xaỷ
Nhióỷt õọỹ bóử mỷt cuớa Mỷt trồỡi laỡ 5762K nghộa laỡ coù giaù trở õuớ lồùn õóứ
caùc nguyón tổớ tọửn taỷi trong traỷng thaùi kờch thờch, õọửng thồỡi õuớ nhoớ õóứ ồớ

7

âáy thènh thong lải xút hiãûn nhỉỵng ngun tỉí bçnh thỉåìng v cạc
cáúu trục phán tỉí. Dỉûa trãn cå såí phán têch cạc phäø bỉïc xả v háúp thủ
ca Màût tråìi ngỉåìi ta xạc âënh âỉåüc ràòng trãn màût tråìi cọ êt nháút 2/3 säú
ngun täú tçm tháúy trãn Trại âáút. Ngun täú phäø biãún nháút trãn Màût
tråìi l ngun täú nhẻ nháút Hydrogen. Váût cháút ca Màût tråìi bao gäưm
khong 73.46% l Hydrogen v gáưn 24,85% l Hãlium, cn lải l cạc
ngun täú v cạc cháút khạc nhỉ Oxygen 0,77%, Carbon 0,29%, Iron

phọng ra mäüt lỉåüng nàng lỉåüng tỉång âỉång våïi täøng säú âiãûn nàng
sn xút trong mäüt nàm trãn Trại âáút).
8

1.2. PHN ỈÏNG HẢT NHÁN TRONG MÀÛT TRÅÌI

1.2.1. Phn ỉïng täøng håüp hảt nhán Hãli
Trong quạ trçnh hçnh thnh, nhiãût âäü bãn trong Màût tråìi s tàng
dáưn. Khi vng tám màût tråìi âảt nhiãût âäü T≥ 10
7
K, thç cọ â âiãưu kiãûn
âãø xy ra phn ỉïng täøng håüp Hãli tỉì Hrä, theo phỉång trçnh:
4H
1
→ He
4
+ q. (1.2)
Âáy l phn ỉïng sinh nhiãût q = ∆m.c
2
, trong âọ c = 3.10
8
m/s l
váûn täúc ạnh sạng trong chán khäng, ∆m = (4m
H
- m
He
) l khäúi lỉåüng bë

âäü tàng dáưn, cho âãún khi âảt tåïi nhiãût âäü 10
8
K, s xy ra phn ỉïng
täøng håüp nhán Cacbon tỉì He :
3He
4
→ C
12
+ q (1.4)
Phn ỉïng ny xy ra åí nhiãût âäü cao, täúc âäü låïn, nãn thåìi gian
chạy He chè bàòng 1/30 thåìi gian chạy H
2
khong 300 triãûu nàm. Nhiãût
sinh ra trong phn ỉïng lm tàng ạp sút bỉïc xả, khiãún ngäi sao nåí ra
hng tràm láưn so våïi trỉåïc. Lục ny màût ngoi sao nhiãût âäü khong

9

4000K, cọ mu â, nãn gi l sao â khäøng läư. Vo thåìi âiãøm l sao
â khäøng läư, Màût tråìi s nút chỉíng sao Thy v sao Kim, nung Trại
âáút âãún 1500K thnh mäüt hnh tinh nọng chy, kãút thục sỉû säúng tải
âáy.
Kãút thục quạ trçnh chạy He, ạp lỉûc trong sao gim, lỉûc háúp dáùn
ẹp sao co lải, lm máût âäü v nhiãût âäü tàng lãn, âãún T= 5.10
6
K s xy ra
phn ỉïng tảo Oxy:

4C
12


(gäưm 26 proton v 30 netron), ton bäü quạ trçnh âỉåüc tàng täúc, xy ra
chè trong vi triãûu nàm.
Sau khi tảo ra Fe
56
, chùi phn ỉïng hảt nhán trong ngäi sao kãút
thục, vç viãûc täøng håüp sàõt thnh ngun täú nàûng hån khäng cọ âäüü hủt
khäúi lỉåüng, khäng phạt sinh nàng lỉåüng, m cáưn phi cáúp thãm nàng
lỉåüng.

1.3. TRẠI ÂÁÚT V KHÊ QUØN CA TRẠI ÂÁÚT

Trại âáút âỉåüc hçnh thnh cạch âáy gáưn 5 t nàm tỉì mäüt vnh âai
bủi khê quay quanh Màût tråìi, kãút tủ thnh mäüt qu cáưu xäúp tỉû xoay v
quay quanh Màût tråìi. Lỉûc háúp dáùn ẹp qu cáưu co lải, khiãún nhiãût âäü nọ
tàng lãn hng ngn âäü, lm nọng chy qu cáưu, khi âọ cạc ngun täú
nàûng nhỉ Sàõt v Niken chçm dáưn vo tám tảo li qu âáút, xung quanh
l magma lng, ngoi cng l khê quøn så khai gäưm H
2
, He, H
2
O,
CH
4
, NH
3
v H
2
SO
4

nháút trong v trủ cọ váût cháút hiãûn hỉỵu äøn âënh trong c 3 thãø ràõn, lng
v khê.
Hnh tinh trại âáút di chuøn trãn mäüt qu âảo gáưn ellip, Màût
tråìi khäng åí tám ca ellip, m l tải 1 trong 2 tiãu âiãøm. Trong thåìi
gian mäüt nàm, cọ khi Trại âáút gáưn, cọ khi xa Màût tråìi âäi chụt, vç qu
âảo ellip ca nọ gáưn nhỉ hçnh trn. Hng nàm, vo thạng giãng, Trại
âáút gáưn Màût tråìi hån so våïi vo thạ
ng 7 khong 5 triãûu km, sỉû sai biãût
ny quạ nh so våïi khong cạch màût tråìi âãún Trại âáút. Chụng ta khäng
cm nháûn âỉåüc sỉû khạc biãût ny trong mäüt vng quay ca Trại âáút
quanh Màût tråìi, hay trong mäüt nàm, sỉû khạc biãût vãư khong cạch ny
háưu nhỉ khäng nh hỉåíng gç âãún ma âäng v ma h trãn trại âáút, chè
cọ âiãưu l vo ma âäng chụng ta åí gáưn Màût tråìi hån so våïi ma h
chụt êt.

11

Trại âáút chuøn
âäüng quanh Màût tråìi,
âäưng thåìi nọ cng tỉû
quay quanh trủc ca
nọ. Trong thåìi gian
quay mäüt vng quanh
Màût tråìi, Trại âáút quay
365 v 1/4 vng quanh
trủc. Chuøn âäüng
quay quanh Màût tråìi
tảo nãn bäún ma,
chuøn âäüng quay
quanh trủc tảo nãn

khạc gáưn chụng ta nháút nhỉ sao Kim thç quạ nọng v sao Ha quạ
lảnh. Nỉåïc trãn sao Kim nay â bäúc thnh håi nỉåïc, cn nỉåïc trãn sao
Ho â âọng thnh bàng bãn dỉåïi bãư màût ca nọ. Chè cọ hnh tinh ca
chụng ta l ph håüp cho nỉåïc åí thãø lng våïi nhiãût âäü tỉì 0
o
C âãún
100
o
C.
Xung quanh Trại âáút cọ låïp khê quøn dy khong H = 800km
chỉïa N
2
, O
2
, H
2
O, CO
2
, NO
x
, H
2
, He, Ar, Ne. Ạp sút v khäúi lỉåüng
riãng ca khê quøn gim dáưn våïi âäü cao y theo quy lût:
p(y) = p
0
.(1 - (g/(C
p
.T
0

khong 0,03% khê cạcbonic. Màûc dáưu hm lỉåüng khê cạcbonic ráút nh,
nhỉng lải âọng mäüt vai tr quan trng âäúi våïi sỉû säúng trãn trại âáút.

13

Caỡng lón cao aùp suỏỳt khọng khờ giaớm vaỡ nhióỷt õọỹ cuợng thay õọứi rỏỳt
nhióửu, tuy nhión nhióỷt õọỹ cuớa khọng khờ khọng haỷ xuọỳng mọỹt caùch õồn
giaớn khi chuùng ta tióỳn ra ngoaỡi khọng gian, nhióỷt õọỹ khọng khờ giaớm
vaỡ tng theo mọỹt chu trỗnh nhỏỳt õởnh (hỗnh 1.4). Nhióỷt õọỹ ồớ mọựi tỏửng
tổồng ổùng vồùi mổùc tờch tuỷ vaỡ loaỷi nng lổồỹng taùc õọỹng trong tỏửng õoù.
Khờ quyóứn cuớa Traùi õỏỳt coù thóứ chia laỡm 4 tỏửng, trong õoù mọựi tỏửng
coù mọỹt kióứu cỏn bũng nng lổồỹng khaùc nhau. Tỏửng dổồùi cuỡng nhỏỳt goỹi
laỡ tỏửng õọỳi lổu (Troposphere) tỏửng naỡy bở chi phọỳi bồới aùnh saùng khaớ
kióỳn vaỡ tia họửng ngoaỷi, gỏửn 95% tọứng sọỳ khọỳi lổồỹng vaỡ toaỡn bọỹ nổồùc
trong khờ quyóứn phỏn bọỳ
trong tỏửng naỡy tỏửng õọỳi lổu cao chố khoaớng
14km. Gỏửn nhổ toaỡn bọỹ sổỷ trao õọứi nng lổồỹng giổợa khờ quyóứn vaỡ Traùi
õỏỳt xaớy ra trong tỏửng naỡy. Mỷt õỏỳt vaỡ mỷt bióứn bở hỏm noùng lón bồới
Hỗnh 1.4. Sổỷ thay õọứi nhióỷt õọỹ theo õọỹ cao cuớa caùc tỏửng khờ quyóứn.
Thổồỹng tỏửng khờ quyóứn
(K)
Quyóứn t
ổỡ
Tỏửng õióỷn ly
Tỏửng giổợ
a
Tỏửng bỗnh lổu

2
trong táưng bçnh lỉu, quạ trçnh
ny tạch mäüt phán tỉí O
2
thnh 2 ngun tỉí O, mäüt säú ngun tỉí O
phn ỉïng våïi phán tỉí O
2
khạc âãø tảo thnh O
3
. Màûc dáưu chè mäüt pháưn
triãûu phán tỉí trong khê quøn l äzän nhỉng cạc phán tỉí êt i ny cọ
kh nàng háúp thủ háưu hãút ạnh sạng cỉûc têm trỉåïc khi chụng âãún âỉåüc
màût âáút. Cạc photon trong ạnh sạng cỉûc têm chỉïa nàng lỉåüng låïn gáúp 2
âãún 3 láưn cạc photon trong ạnh sạng kh kiãún, chụng l mäüt trong cạc
ngun nhán gáy bãûnh ung thỉ da.
Cạc kãút qu nghiãn cỉïu gáưn âáy cho tháúy lỉåüng äzän trong táưng
tháúp nháút ca khê quøn (táưng âäúi lỉu) ngy cng tàng, trong khi âọ
hm lỉåüng ozon trong táưng bçnh lỉu â bë gim 6% tỉì 20 nàm tråí lải
âáy. Háûu qu ca sỉû suy gim ny l cạc tia cỉûc têm cọ thãø xun qua
khê quøn âãún màût âáút ngy nhiãưu hån v
lm nhiãût âäü trong táưng bçnh
lỉu ngy cng lảnh âi, trong khi âọ nhiãût âäü trong táưng âäúi lỉu ngy
mäüt nọng lãn do hm lỉåüng äzän gáưn màût âáút ngy cng tàng.

15

Trong tỏửng giổợa (Mesosphere), coù õọỹ cao tổỡ 50km trồớ lón, ozon
thỗnh lỗnh moớng ra vaỡ nhióỷt õọỹ giaớm dỏửn vaỡ lón õóỳn ranh giồùi cao nhỏỳt
cuớa tỏửng naỡy (khoaớng 80km) thỗ nhióỷt õọỹ chố khoaớng -90
o


16

CHỈÅNG 2
NÀNG LỈÅÜNG BỈÏC XẢ MÀÛT TRÅÌI2.1. BỈÏC XẢ MÀÛT TRÅÌI

Trong ton bäü bỉïc xả ca Màût tråìi, bỉïc xả liãn quan trỉûc tiãúp
âãún cạc phn ỉïng hảt nhán xy ra trong nhán màût tråìi khäng quạ 3%.
Bỉïc xả γ ban âáưu khi âi qua 5.10
5
km chiãưu dy ca låïp váût cháút Màût
tråìi bë biãún âäøi ráút mảnh. Táút c cạc dảng ca bỉïc xả âiãûn tỉì âãưu cọ
bn cháút sọng v chụng khạc nhau åí bỉåïc sọng. Bỉïc xả γ l sọng ngàõn
nháút trong cạc sọng âọ (Hçnh 2.1), tỉì tám Màût tråìi âi ra do sỉû va chảm
hồûc tạn xả m nàng lỉåüng ca chụng gim âi v báy giåì chụng ỉïng
våïi bỉïc xả cọ bỉåïc sọng di. Nhỉ váûy bỉïc xả chuøn thnh bỉïc xả
Rånghen cọ bỉåïc sọng di hån. Gáưn âãún bãư màût Màût tråìi nåi cọ nhiãût
âäü â tháúp âãø cọ thãø täư
n tải váût cháút trong trảng thại ngun tỉí v cạc
cå chãú khạc bàõt âáưu xy ra.

10exp -8
10exp -6
10exp -4 10exp -2 10exp 0 10exp 2 10exp 4
10exp 6
10exp 8 10exp 10
Tia Gamma

2
bóử mỷt õỷt vuọng goùc
vồùi tia bổùc xaỷ, õổồỹc tờnh theo cọng thổùc:

(2.1)
4
0_
)100/(. TCq
TD

=
õỏy :

DT
- hóỷ sọỳ goùc bổùc xaỷ giổợa Traùi õỏỳt vaỡ Mỷt trồỡi

(2.2)
4/
2

=
TD


- goùc nhỗn mỷt trồỡi vaỡ

32 nhổ hỗnh 2.2
C
0
= 5,67 W/m











=q
1353 W/m
2
(2.3)

Do khoaớng caùch giổợa Traùi õỏỳt vaỡ Mỷt trồỡi thay õọứi theo muỡa
trong nm nón

cuợng thay õọứi, do õoù q cuợng thay õọứi nhổng õọỹ thay
õọứi naỡy khọng lồùn lừm nón coù thóứ xem q laỡ khọng õọứi vaỡ õổồỹc goỹi laỡ
hũng sọỳ mỷt trồỡi.
Khi truyóửn qua lồùp khờ quyóứn bao boỹc quanh Traùi õỏỳt, caùc chuỡm
tia bổùc xaỷ bở hỏỳp thuỷ vaỡ taùn xaỷ bồới tỏửng ọzọn, hồi nổồùc vaỡ buỷi trong khờ
quyóứn, chố mọỹt phỏửn nng lổồỹng õổồỹc truyóửn trổỷc tióỳp tồùi Traùi õỏỳt. ỏửu
tión ọxy phỏn tổớ bỗnh thổồỡng O
2
phỏn ly thaỡnh ọxy nguyón tổớ O, õóứ
phaù vồợ lión kóỳt phỏn tổớ õoù, cỏửn phaới coù caùc photon bổồùc soùng ngừn hồn
0,18àm, do õoù caùc photon (xem bổùc xaỷ nhổ caùc haỷt rồỡi raỷc - photon)
coù nng lổồỹng nhổ vỏỷy bở hỏỳp thuỷ hoaỡn toaỡn. Chố mọỹt phỏửn caùc nguyón

gioỹt nổồùc cuợng taùn xaỷ rỏỳt maỷnh bổùc xaỷ mỷt trồỡi. Bổùc xaỷ mỷt trồỡi khi õi
qua khờ quyóứn coỡn gỷp mọỹt trồớ ngaỷi õaùng kóứ nổợa õoù laỡ do sổỷ hỏỳp thuỷ
cuớa caùc phỏửn tổớ hồi nổoùc, khờ caùcbọnic vaỡ caùc hồỹp chỏỳt khaùc, mổùc õọỹ
cuớa sổỷ hỏỳp thuỷ naỡy phuỷ thuọỹc vaỡo bổồùc soùng, maỷnh nhỏỳt ồớ khoaớng giổợa
vuỡng họửng ngoaỷ
i cuớa phọứ.
Phỏửn nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi truyóửn tồùi bóử mỷt traùi õỏỳt trong
nhổợng ngaỡy quang õaợng (khọng coù mỏy) ồớ thồỡi õióứm cao nhỏỳt vaỡo
khoaớng 1000W/m
2
(Hỗnh 2.3)
1353 W/m2
1000 W/m2
Tia phaớn xaỷ
Bổùc xaỷ khuyóỳch taùn
Mỏỳt maùt do sổỷ hỏỳp thuỷ
Sổỷ phaớn xaỷ
Khờ
quyóứn
Bóử mỷt traùi õỏỳt
(Trồỡi quang õaợng)
Khoaớng khọng Vuợ truỷ

Hỗnh 2.3. Quaù trỗnh truyóửn nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi qua
lồù
p khờ quyóứn cuớa Traùi õỏỳt.

20

Yóỳu tọỳ cồ baớn xaùc õởnh cổồỡng õọỹ cuớa bổùc xaỷ mỷt trồỡi ồớ mọỹt õióứm

365
360n
), W/m
2
(2.4)
trong õoù, E
ng
laỡ bổùc xaỷ ngoaỡi khờ quyóứn õổồỹc õo trón mỷt phúng vuọng
goùc vồùi tia bổùc xaỷ vaỡo ngaỡy thổù n trong nm.

2.2.1. Tờnh toaùn goùc tồùi cuớa bổùc xaỷ trổỷc xaỷ
Trong quaù trỗnh tờnh toaùn cỏửn õởnh nghộa mọỹt sọỳ khaùi nióỷm nhổ sau:

21

- Hóỷ sọỳ khọỳi khọng khờ m, laỡ tyớ sọỳ giổợa khọỳi lổồỹng khờ quyóứn theo
phổồng tia bổùc xaỷ truyóửn qua vaỡ khọỳi lổồỹng khờ quyóứn theo phổồng
thúng õổùng (tổùc laỡ khi Mỷt trồỡi ồớ thión õốnh). Nhổ vỏỷy m =1 khi Mỷt
trồỡi ồớ thión õốnh, m =2 khi goùc thión õốnh
z
laỡ 60
0
. ọỳi vồùi caùc goùc
thión õốnh tổỡ 0-70
0
coù thóứ xaùc õởnh gỏửn õuùng m =1/cos
z
. Coỡn õọỳi vồùi
caùc goùc
z

) : laỡ nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi truyóửn tồùi
mọỹt õồn vở dióỷn tờch bóử mỷt trong mọỹt khoaớng thồỡi gian, nhổ vỏỷy nng
lổồỹng bổùc xaỷ laỡ mọỹt õaỷi lổồỹng bũng tờch phỏn cuớa cổồỡng õọỹ bổùc xaỷ
trong mọỹt khoaớng thồỡi gian nhỏỳt õởnh (thổồỡng laỡ 1 giồỡ hay 1 ngaỡy).
- Giồỡ mỷt trồỡi : laỡ thồỡi gian dổỷa trón chuyóứn õọỹng bióứu kióỳn cuớa mỷt
trồỡi trón bỏửu trồỡi, vồùi quy ổồùc giồỡ mỷt trồỡi chờnh ngoỹ laỡ thồỡi õióứm mỷt
trồỡi õi qua thión õốnh cuớa ngổồỡi quan saùt. Giồỡ mỷt trồỡi laỡ thồỡi gian

22

õổồỹc sổớ duỷng trong moỹi quan hóỷ vóử goùc mỷt trồỡi, noù khọng õọửng nghộa
vồùi giồỡ theo õọửng họử.
Quan hóỷ hỗnh hoỹc giổợa mọỹt mỷt phúng bọỳ trờ bỏỳt kyỡ trón mỷt õỏỳt vaỡ bổùc
xaỷ cuớa mỷt trồỡi truyóửn tồùi, tổùc laỡ vở trờ cuớa mỷt trồỡi so vồùi mỷt phúng õoù
coù thóứ õổồỹc xaùc õởnh theo caùc goùc õỷc trổng sau (hỗnh 2.4.);
- Goùc vộ õọỹ

: vở trờ goùc tổồng ổùng vồùi vộ õọỹ vóử phờa bừc hoỷc vóử phờa
nam õổồỡng xờch õaỷo traùi õỏỳt, vồùi hổồùng phờa bừc laỡ hổồùng dổồng.
- 90
0
90
0
- Goùc nghióng

: goùc giổợa mỷt phúng cuớa bóử mỷt tờnh toaùn vaỡ phổồng
nũm ngang.
Mặt
trời



- Goùc phổồng vở cuớa bóử mỷt

: goùc lóỷch cuớa hỗnh chióỳu phaùp tuyóỳn bóử
mỷt trón mỷt phúng nũm ngang so vồùi õổồỡng kinh tuyóỳn. Goùc = 0
nóỳu bóử mỷt quay vóử hổồùng chờnh nam, lỏỳy dỏỳu (+) nóỳu bóử mỷt quay
vóử phờa tỏy vaỡ lỏỳy dỏỳu (-) nóỳu bóử mỷt quay vóử phờa õọng.
-180
0
180
0
- Goùc giồỡ

: goùc chuyóứn õọỹng cuớa vở trờ mỷt trồỡi vóử phờa õọng hoỷc
phờa tỏy cuớa kinh tuyóỳn õởa phổồng do quaù trỗnh quay cuớa traùi õỏỳt
quanh truỷc cuớa noù vaỡ lỏỳy giaù trở 15
0
cho 1 giồỡ õọửng họử, buọứi saùng lỏỳy
dỏỳu (-), buọứi chióửu lỏỳy dỏỳu (+).
- Goùc tồùi

: goùc giổợa tia bổùc xaỷ truyóửn tồùi bóử mỷt vaỡ phaùp tuyóỳn cuớa
bóử mỷt õoù.
- Goùc thión õốnh

z
: goùc giổợa phổồng thúng õổùng (thión õốnh) vaỡ tia
bổùc xaỷ tồùi. Trong trổồỡng hồỹp bóử mỷt nũm ngang thỗ goùc thión õốnh
chờnh laỡ goùc tồùi .
- Goùc cao mỷt trồỡi

24

cos = sin.sin. cos - sin.cos. sin.cos +
cos.cos.cos.cos + cos.sin.sin.cos.cos + cos.sin.sin.sin
vaỡ: cos = cos
z
.cos + sin
z
.sin.cos(
s
- ) (2.7)
ọỳi vồùi bóử mỷt nũm ngang goùc tồùi chờnh laỡ goùc thión õốnh cuớa
mỷt trồỡi
z
, giaù trở cuớa noù phaới nũm trong khoaớng 00 vaỡ 900 tổỡ khi mỷt
trồỡi moỹc õóỳn khi Mỷt trồỡi ồớ thión õốnh ( = 0):
cos
z
= cos.cos.cos + sin.sin (2.8)
2.2.2. Bổùc xaỷ mỷt trồỡi ngoaỡi khờ quyóứn lón mỷt phúng nũm ngang
Taỷi thồỡi õióứm bỏỳt kyỡ, bổùc xaỷ mỷt trồỡi õóỳn mọỹt bóử mỷt nũm
ngang ngoaỡi khờ quyóứn õổồỹc xaùc õởnh theo phổồng trỗnh:

zongo
n
EE

cos.
365
.360



+=
n
EE
ongo
(2.10)
Tờch phỏn phổồng trỗnh naỡy theo thồỡi gian tổỡ khi Mỷt trồỡi moỹc
õóỳn khi Mỷt trồỡi lỷn (6h õóỳn 18h mỷt trồỡi), ta seợ õổồỹc E
o. ngay
laỡ nng
lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi trón mỷt phúng nũm ngang trong mọỹt ngaỡy:






+






+=





s
.
cos.cos
sin.sin
cos ==
(2.12)
Ngổồỡi ta cuợng xaùc õởnh nng lổồỹng bổùc xaỷ ngaỡy trung bỗnh
thaùng E
oth
bũng caùch thay giaù trở n vaỡ trong caùc cọng thổùc trón lỏỳy
bũng giaù trở ngaỡy trung bỗnh cuớa thaùng vaỡ õọỹ lóỷch tổồng ổùng.
Nng lổồỹng bổùc xaỷ trón mỷt phúng nũm ngang trong mọỹt giồỡ
nhỏỳt õởnh coù thóứ xaùc õởnh:

25 ()
( )







+




bổùc xaỷ taùn xaỷ laỡ tọứng hồỹp cuớa 3 thaỡnh phỏửn (hỗnh 2.5.);
- Thaỡnh phỏử
n taùn xaỷ õúng hổồùng: phỏửn taùn xaỷ nhỏỷn õổồỹc õọửng õóửu tổỡ
toaỡn bọỹ voỡm trồỡi.
- Thaỡnh phỏửn taùn xaỷ quanh tia: phỏửn taùn xaỷ bở phaùt taùn cuớa bổùc xaỷ mỷt
trồỡi xung quanh tia mỷt trồỡi.
- Thaỡnh phỏửn taùn xaỷ chỏn trồỡi: phỏửn taùn xaỷ tỏỷp trung gỏửn õổồỡng chỏn
trồỡi.
thành phần tán
xạ đẳng huớng
thành phần tán
xạ chân trời
thành phần tán
xạ quanh tia
Tia trực xạ

Hỗnh 2.5. Sồ õọử phỏn bọỳ caùc thaỡnh phỏửn bổùc xaỷ khuóỳch taùn.

26