Matahari memainkan peran penting bagi kita di Bumi. Ini menyediakan planet dan segala sesuatu di atasnya dengan faktor-faktor penting seperti cahaya dan panas. Tapi apa itu radiasi matahari, spektrum sinar matahari, bagaimana semua ini mempengaruhi kita dan iklim global secara keseluruhan?
Apa itu radiasi matahari?
Pikiran buruk biasanya muncul di benak Anda ketika memikirkan kata "radiasi". Tapi radiasi matahari sebenarnya adalah hal yang sangat baik - itu adalah sinar matahari! Setiap makhluk hidup di Bumi bergantung padanya. Hal ini diperlukan untuk bertahan hidup, menghangatkan planet ini, menyediakan makanan untuk tanaman.
Radiasi matahari adalah semua cahaya dan energi yang berasal dari matahari, dan ada banyak bentuk yang berbeda. Dalam spektrum elektromagnetik, berbagai jenis gelombang cahaya yang dipancarkan oleh matahari dibedakan. Mereka seperti ombak yang Anda lihat di lautan: mereka bergerak naik turun dan dari satu tempat ke tempat lain. Spektrum studi matahari dapat memiliki intensitas yang berbeda. Membedakanradiasi ultraviolet, sinar tampak dan inframerah.
Cahaya adalah energi yang bergerak
Spektrum radiasi matahari secara kiasan menyerupai keyboard piano. Salah satu ujungnya memiliki nada rendah, sedangkan ujung lainnya memiliki nada tinggi. Hal yang sama berlaku untuk spektrum elektromagnetik. Salah satu ujungnya memiliki frekuensi rendah dan ujung lainnya memiliki frekuensi tinggi. Gelombang frekuensi rendah panjang untuk jangka waktu tertentu. Ini adalah hal-hal seperti radar, televisi dan gelombang radio. Radiasi frekuensi tinggi adalah gelombang energi tinggi dengan panjang gelombang pendek. Ini berarti bahwa panjang gelombang itu sendiri sangat pendek untuk periode waktu tertentu. Ini misalnya sinar gamma, sinar-x dan sinar ultraviolet.
Anda dapat memikirkannya seperti ini: gelombang frekuensi rendah seperti mendaki bukit dengan kenaikan bertahap, sedangkan gelombang frekuensi tinggi seperti mendaki bukit yang curam dan hampir vertikal dengan cepat. Ketinggian setiap bukit adalah sama. Frekuensi gelombang elektromagnetik menentukan berapa banyak energi yang dibawanya. Gelombang elektromagnetik yang lebih panjang dan karena itu frekuensinya lebih rendah membawa energi yang jauh lebih sedikit daripada gelombang dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan frekuensi yang lebih tinggi.
Inilah mengapa sinar-X dan radiasi ultraviolet bisa berbahaya. Mereka membawa begitu banyak energi sehingga jika mereka masuk ke tubuh Anda, mereka dapat merusak sel dan menyebabkan masalah seperti kanker dan perubahan DNA. Hal-hal seperti gelombang radio dan inframerah, yang membawa jauh lebih sedikit energi, tidak terlalu berpengaruh padakami tidak ada pengaruh. Itu bagus, karena Anda tentu tidak ingin membahayakan diri sendiri hanya dengan menyalakan stereo.
Cahaya tampak, yang dapat kita dan hewan lain lihat dengan mata kita, terletak hampir di tengah spektrum. Kami tidak melihat gelombang lain, tetapi itu tidak berarti mereka tidak ada. Faktanya, serangga dapat melihat sinar ultraviolet, tetapi tidak dengan cahaya tampak kita. Bunga terlihat sangat berbeda bagi mereka daripada bagi kita, dan ini membantu mereka mengetahui tanaman mana yang harus dikunjungi dan mana yang harus dihindari.
Sumber semua energi
Kita menganggap remeh sinar matahari, tetapi tidak harus demikian, karena, pada kenyataannya, semua energi di Bumi bergantung pada bintang besar dan terang di pusat tata surya kita ini. Dan saat kita berada di dalamnya, kita juga harus mengucapkan terima kasih kepada atmosfer kita, karena atmosfer menyerap sebagian radiasi sebelum mencapai kita. Ini adalah keseimbangan yang penting: terlalu banyak sinar matahari dan Bumi menjadi panas, terlalu sedikit dan mulai membeku.
Melewati atmosfer, spektrum radiasi matahari di dekat permukaan bumi memberikan energi dalam berbagai bentuk. Pertama, mari kita lihat berbagai cara untuk mentransfernya:
- Konduktivitas (konduksi) adalah ketika energi ditransfer dari kontak langsung. Ketika Anda membakar tangan Anda dengan wajan panas karena Anda lupa memakai sarung tangan oven, itu konduksi. Peralatan masak memindahkan panas ke tangan Anda melalui kontak langsung. Juga, ketika kaki Anda menyentuh ubin dingin di kamar mandi di pagi hari, mereka memindahkan panas ke lantai melalui kontak langsung -konduktivitas dalam aksi.
- Dissipasi adalah ketika energi ditransfer melalui arus dalam fluida. Itu juga bisa berupa gas, tetapi prosesnya tetap sama. Ketika cairan dipanaskan, molekul-molekulnya tereksitasi, terdispersi dan kurang rapat, sehingga cenderung naik. Saat mendingin, mereka jatuh lagi, menciptakan jalur arus seluler.
- Radiasi (radiasi) adalah ketika energi ditransmisikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pikirkan betapa baiknya duduk di sebelah api unggun dan rasakan kehangatan sambutan yang terpancar darinya kepada Anda - itulah radiasi. Gelombang radio, cahaya dan gelombang panas dapat merambat dari satu tempat ke tempat lain tanpa bantuan bahan apapun.
Spektrum dasar radiasi matahari
Matahari memiliki radiasi yang berbeda: dari sinar-x hingga gelombang radio. Energi matahari adalah cahaya dan panas. Komposisinya:
- 6-7% sinar UV,
- sekitar 42% cahaya tampak,
- 51% NIR.
Kami menerima energi matahari dengan intensitas 1 kilowatt per meter persegi di permukaan laut selama berjam-jam sehari. Sekitar setengah dari radiasi berada di bagian panjang gelombang pendek yang terlihat dari spektrum elektromagnetik. Setengah lainnya dalam inframerah dekat, dan sedikit dalam ultraviolet.
radiasi UV
Ini adalah radiasi ultraviolet dalam spektrum matahari yang memiliki intensitas lebih besar dari yang lain: hingga 300-400 nm. Bagian dari radiasi ini yang tidak diserap oleh atmosfermenghasilkan sengatan matahari atau sunburn bagi orang-orang yang telah berada di bawah sinar matahari untuk jangka waktu yang lama. Radiasi UV di bawah sinar matahari memiliki efek kesehatan positif dan negatif. Ini adalah sumber utama vitamin D.
Radiasi tampak
Radiasi tampak pada spektrum matahari memiliki intensitas rata-rata. Perkiraan kuantitatif fluks dan variasi dalam distribusi spektralnya dalam rentang inframerah tampak dan inframerah dekat dari spektrum elektromagnetik sangat menarik dalam studi dampak matahari-terestrial. Rentang dari 380 hingga 780 nm terlihat dengan mata telanjang.
Alasannya adalah bahwa sebagian besar energi radiasi matahari terkonsentrasi pada kisaran ini dan menentukan keseimbangan termal atmosfer bumi. Sinar matahari merupakan faktor kunci dalam proses fotosintesis, yang digunakan oleh tumbuhan dan organisme autotrofik lainnya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia yang dapat digunakan sebagai bahan bakar bagi tubuh.
Radiasi inframerah
Spektrum inframerah, yang membentang dari 700nm hingga 1.000.000nm (1mm), mengandung bagian penting dari radiasi elektromagnetik yang mencapai Bumi. Radiasi inframerah dalam spektrum matahari memiliki tiga jenis intensitas. Para ilmuwan membagi kisaran ini menjadi 3 jenis berdasarkan panjang gelombang:
- A: 700-1400 nm.
- B: 1400-3000 nm.
- C: 3000-1mm.
Kesimpulan
Banyakhewan (termasuk manusia) memiliki sensitivitas dalam kisaran sekitar 400-700 nm, dan spektrum penglihatan warna yang dapat digunakan pada manusia, misalnya, sekitar 450-650 nm. Selain efek yang terjadi saat matahari terbenam dan matahari terbit, komposisi spektral berubah terutama dalam kaitannya dengan bagaimana sinar matahari langsung mengenai tanah.
Setiap dua minggu, Matahari memasok energi yang cukup untuk planet kita sepanjang tahun. Dalam hal ini, radiasi matahari semakin dipertimbangkan sebagai sumber energi alternatif.
