الإشعاع الشمسي: الأنواع والخصائص والتعريف

الإشعاع الشمسي: الأنواع والخصائص والتعريف
تعريف الإشعاع الشمسي: إنها الطاقة المنبعثة من الشمس في الفضاء بين الكواكب.

عندما نتحدث عن كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح كوكبنا ، نستخدم مفاهيم الإشعاع والإشعاع. التشعيع الشمسي هو الطاقة المستلمة لكل وحدة مساحة (J/M2) ، والطاقة التي تم استلامها في وقت معين. وبالمثل ، فإن الإشعاع الشمسي هو القوة المستلمة في لحظة - يتم التعبير عنها في واط لكل متر مربع (ث/م 2)

تحدث تفاعلات الانصهار النووي في النواة الشمسية وهي مصدر طاقة الشمس. ينتج الإشعاع النووي إشعاعًا كهرومغناطيسيًا في ترددات أو أطوال موجية مختلفة. ينتشر الإشعاع الكهرومغناطيسي في الفضاء بسرعة الضوء (299،792 كم / ثانية).
الكشف عن الإشعاع الشمسي: رحلة إلى أنواع وأهمية الإشعاع الشمسي
القيمة الفردية هي الثابت الشمسي. ثابت الطاقة الشمسية هو كمية الإشعاع التي يتم تلقيها على الفور لكل وحدة مساحة في الجزء الخارجي من الغلاف الجوي للأرض في مستوى عمودي على الأشعة الشمسية. في المتوسط ​​، تبلغ قيمة ثابت الطاقة الشمسية 1.366 واط / م 2.

أنواع الإشعاع الشمسي
يتكون الإشعاع الشمسي من الأنواع التالية من الإشعاع:

أشعة الأشعة تحت الحمراء (IR): يوفر إشعاع الأشعة تحت الحمراء الحرارة ويمثل 49 ٪ من الإشعاع الشمسي.
أشعة مرئية (VI): تمثل 43 ٪ من الإشعاع وتوفير الضوء.
الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية): تمثل 7 ٪.
أنواع أخرى من الأشعة: تمثل حوالي 1 ٪ من المجموع.
أنواع الأشعة فوق البنفسجية
بدوره ، يتم تقسيم الأشعة فوق البنفسجية (UV) إلى ثلاثة أنواع:

الأشعة فوق البنفسجية A أو UVA: يمرون بسهولة عبر الجو ، ويصلون إلى سطح الأرض بأكمله.
الأشعة فوق البنفسجية B أو UVB: طول موجة قصيرة. لديه صعوبة أكبر في المرور عبر الجو. نتيجة لذلك ، يصلون إلى المنطقة الاستوائية بسرعة أكبر من خطوط العرض العالية.
الأشعة فوق البنفسجية C أو UVC: طول موجة قصيرة. أنها لا تمر عبر الجو. بدلاً من ذلك ، تمتصهم طبقة الأوزون.
خصائص الإشعاع الشمسي
يتم توزيع الإشعاع الشمسي الكلي في طيف واسع من السعة غير الموحدة مع الشكل النموذجي للجرس ، كما هو نموذجي لطيف الجسم الأسود الذي يتم تصميم المصدر الشمسي به. لذلك ، لا يركز على تردد واحد.

يتركز الحد الأقصى للإشعاع في نطاق الإشعاع أو الضوء المرئي مع ذروة عند 500 نانومتر خارج الغلاف الجوي للأرض ، وهو ما يتوافق مع اللون الأخضر السماوي.

وفقًا لقانون Wien ، يتأرجح نطاق الإشعاع النشط الضوئي بين 400 و 700 نانومتر ، ويتوافق مع الإشعاع المرئي ، ويعادل 41 ٪ من الإشعاع الكلي. ضمن الإشعاع النشط الضوئي ، هناك نطاقات فرعية مع الإشعاع:

الأزرق عنبول (400-490 نانومتر)
أخضر (490-560 نانومتر)
أصفر (560-590 نانومتر)
اللون البرتقالي (590-700 نانومتر)
عند عبور الغلاف الجوي ، يتعرض الإشعاع الشمسي للانعكاس ، والانكسار ، والامتصاص ، والانتشار بواسطة مختلف الغازات الجوية إلى درجة متغيرة كدالة للتردد.

الغلاف الجوي للأرض يعمل كمرشح. يمتص الجزء الخارجي من الغلاف الجوي جزءًا من الإشعاع ، مما يعكس الباقي مباشرة في الفضاء الخارجي. العناصر الأخرى التي تعمل كمرشح هي ثاني أكسيد الكربون والغيوم وبخار الماء ، والتي تتحول أحيانًا إلى إشعاع منتشر.

علينا أن نضع في اعتبارنا أن الإشعاع الشمسي ليس هو نفسه في كل مكان. على سبيل المثال ، تتلقى المناطق الاستوائية معظم الإشعاع الشمسي لأن أشعة الشمس عمودي تقريبًا على سطح الأرض.

لماذا الإشعاع الشمسي ضروري؟
الطاقة الشمسية هي مصدر الطاقة الأساسي ، وبالتالي ، المحرك الذي يدفع بيئتنا. إن الطاقة الشمسية التي نتلقاها من خلال الإشعاع الشمسي هي المسؤولة بشكل مباشر أو غير مباشر عن الجوانب الحيوية للعمليات البيولوجية مثل التمثيل الضوئي ، أو الحفاظ على درجة حرارة هواء الكوكب المتوافقة مع الحياة ، أو الرياح.

إن الطاقة الشمسية العالمية التي تصل إلى سطح الأرض أكبر 10000 مرة من الطاقة التي تستهلكها جميع الإنسانية حاليًا.

كيف تؤثر الإشعاع الشمسي على الصحة؟
يمكن أن يكون للإشعاع فوق البنفسجي تأثيرات مختلفة على الجلد البشري اعتمادًا على شدته وطول موجاتها.

يمكن أن يسبب إشعاع UVA شيخوخة الجلد وسرطان الجلد. يمكن أن يسبب أيضًا مشاكل في الجهاز والمناعة.

يؤدي إشعاع UVB إلى حروق الشمس ، والظلام ، وسماكة الطبقة الخارجية للجلد ، وسرطان الجلد ، وأنواع أخرى من سرطان الجلد. يمكن أن يسبب أيضًا مشاكل في الجهاز والمناعة.

تمنع طبقة الأوزون معظم إشعاع UVC من الوصول إلى الأرض. في المجال الطبي ، يمكن أن يأتي إشعاع UVC أيضًا من مصابيح معينة أو شعاع ليزر ويستخدم لقتل الجراثيم أو المساعدة في شفاء الجروح. كما أنه يستخدم لعلاج بعض الأمراض الجلدية مثل الصدفية والبحلصات والعقيدات على الجلد التي تسبب سرطان الغدد الليمفاوية الجلدية.

المؤلف: أوريول بلاناس - مهندس تقني صناعي