คำตอบของทีม
ไม่ได้ส่งคำตอบ
คะแนน + โบนัสทำเร็ว
0.0
แชร์
ไม่ได้ส่งคำตอบ
ค่าคงตัวสุริยะ (solar constant) คือค่าเฉลี่ยของพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกตั้งฉากที่ระยะ 1 หน่วยดาราศาสตร์จากดวงอาทิตย์ มีค่าประมาณ 1.362 กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร ในช่วงสูงสุดสุริยะ (solar maximum)

ถ้าคิดว่าโลกมีขนาดเล็กมากและโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม โดยแกนโลกเอียงทำมุมกับแกนการโคจร 23.4 องศา ในวันครีษมายัน แสงอาทิตย์ในเวลาเที่ยงวัน ที่ตกกระทบพื้นโลก ที่เส้นสุดเขตทักษิณายัน (ละติจูด 23.4 องศาใต้) จะมีความเข้มเท่าใดหากโลกไม่มีบรรยากาศ

ให้ตอบเป็นจำนวนเต็ม (ปัดเศษทิ้ง) ในหน่วยวัตต์ต่อตารางเมตรของผิวโลก
เฉลย

ตอบ 932

กำหนดให้กำลังของแสงอาทิตย์ที่ตกตั้งฉากกับพื้นเท่ากับ $P$ วัตต์ ตกลงสู่พื้นที่ $A$ จะมีความเข้มเท่ากับ $I_0 = \frac{P}{A}$

โดย $I_0$ จะเท่ากับค่าคงตัวสุริยะ ในกรณีที่ไม่มีบรรยากาศ

เมื่อแสงอาทิตย์ที่มีการแผ่รังสีโดยมีพื้นที่หน้าตัด $A$ ตกทำมุมโดยมีระยะจอมฟ้า (zenith distance) $Z$ จะพบว่าพื้นที่รับแสง (projected area) จะเปลี่ยนไปเป็น $\frac{A}{\cos Z}$ ดังนั้นจะได้ว่าความเข้มแสง

$I(z) = \frac{P}{A}\cos z = I_0 \cos z$

ในเวลาเที่ยง (ดวงอาทิตย์ผ่านเมริเดียนบน) ที่เส้นสุดเขตทักษิณายันในวันครีษมายันจะได้ว่า ระยะจอมฟ้า $z = 2 \times (23.4^o) = 46.8^o$ ดังนั้นความเข้มของแสงจึงมีค่าเป็น 932 วัตต์ต่อตารางเมตร