Péczely György: Éghajlattan (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1998)
2. Általános meteorológiai alapismeretek - 2.8 A sugárzás
vagyis a kibocsátott és elnyelt energiák hányadosa nem függ a test anyagi minőségétől, csak a test hőmérsékletétől és a sugárzás hullámhosszától. A (2.8.2-2) hányados értéke tehát minden testre vonatkoztatva állandó, ha ugyanakkora hőmérsékletet és hullámhosszat tételezünk fel. Kirchhojf-törvcnyéből következik, hogy a jó elnyelő képességű testek egyszersmind jó kisugárzók és fordítva. Abban az esetben, ha a (A', jT)=1 (tehát a test — a teljes energiahozamot egységnek véve — teljes elnyelő), abszolút fekete testről beszélünk, míg szürke testről van szó akkor, ha az a (A, T) állandó, de 1-nél kisebb. A 2.33. ábrán bemutatjuk három különböző hőmérsékletű (rx> T2> T3) testnek a Planck-törvény alapján számított sugárzási energiaspektrumát. Az energiaspektrum ábrázolásánál mindig úgy járunk el, hogy az adott A hullámhossz körüli A±dA intervallumra vonatkoztatjuk, mivel a pontosan A-hoz tartozó végtelen vékony hullámsávon a kibocsátott sugárzáserősség nem volna mérhető. Az intervallum tágasságára általában 1 pm vagy 0,1 pm széles sávot választanak. A sugárzási energiaspektrumoknak az összehasonlítása a következő két fontos tényt jelzi: 1. a görbék alatti terület (a teljes spektrumon kisugárzott összes energia- mennyiség) annál nagyobb, minél magasabb a sugárzást kibocsátó test hőmérséklete. 2. a görbék maximumpontjához tartozó A hullámhossz annál nagyobb, minél alacsonyabb a sugárzást kibocsátó test hőmérséklete. Konkretizáljuk a sugárzásoknak e meteorológiai szempontból igen fontos törvényeit. A sugárzás teljes spektrumának energiatartalmát a (2.8.2-1) alatti Planck-függvény határozott integrálja adja a A = 0 és A = oo határok között. E szerint a kisugárzott összes energiamennyiség csak a sugárzó test T abszolút hőmérsékletétől függ, annak negyedik hatványával arányos: 2.33. ábra. Különböző hőmérsékletű testek sugárzási energiaspektruma E(] -m^-s-1) = oT\ (2.8.2-3) A (8.2.2-2) alatti összefüggés a Stefan—Boltzmann törvény. Az összefügésben szereplő <r arányossági tényező a Stefan—Boltzmann-féle állandó: a = 5,61 • 10-8 J • m~2 • s-1 • K-4. A kisugárzott energiamennyiség egységnyi felületre és időtartamra vonatkozik, ezért mint teljesítmény értelmezendő. A teljesítmény egysége a watt (W), ami az energiamennyiség időegységre vonatkoztatott értéke, azaz 1 W= 1 J • s_1. így a továbbiak71
