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première, le rayonnement solaire reçu par la terre.
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d’intérêts.
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1- Selon
la loi de Wien, la longueur d’onde d’émission maximale d’un corps noir
est inversement proportionnelle à la température absolue de la surface
d’une étoile selonla formule : l max = k / T
où T représente la température absolue (exprimée en Kelvin), l max la longueur d’onde du maximum d’émission (exprimée en mètre) et k une constante de valeur 2,89 × 10‒3 m∙K.
Déterminer la température de surface du Soleil.
lmax ~500 nm ; T =2,89 10-3 /(500 10-9)~ 5800 K.
2- Le rayonnement solaire met en moyenne 500 s à nous parvenir depuis le Soleil.
Montrer que la distance moyenne Soleil-Terre est d = 1,5×1011 m.
d = 500 x 3,0 108 = 1,5×1011 m.
3- La constante solaire exprime la puissance émise par le Soleil que recevrait un mètre carré de la surface terrestre exposé directement aux rayons du Soleil si l’atmosphère terrestre n’existait pas, la surface étant perpendiculaire aux rayons solaires. Elle varie au cours de l’année. Sa moyenne annuelle est de 1 370 W∙m-2.
Calculer la puissance totale rayonnée par le Soleil.
À une distance donnée du Soleil, la totalité de la puissance émise par
le Soleil se trouve uniformément répartie sur une sphère de rayon
égal à cette distance.
Aire d'une sphère de rayon d : 4 p d2=4 *3,14 *(1,5 1011)2 ~2,8 1023 m2.
Puissance totale rayonnée par le soleil : 2,8 1023 x 1370 =3,9 1026 W.
4 - La Terre intercepte le rayonnement solaire sur une surface correspondant à un disque de rayon R = 6 400 km.
Calculer l’aire de cette surface, exprimée en m2.
pR2 =3,14 x( 6,4 106)2~1,3 1014 m2.
5 - Montrer par le calcul que la puissance solaire reçue par la Terre (en dehors de l’atmosphère) d’après ce modèle est voisine de 1,77 ×1017 W.
1370 x1,3 1014 ~1,77 1017 W.
6- Expliquer pourquoi la puissance solaire reçue par unité de surface terrestre n’est pas uniforme à la surface de la Terre. Il est recommandé de s’appuyer sur un schéma.
Les rayons solaires arrivant à l'équateur sont perpendiculaires au sol terrestre.
Les rayons solaires arrivant à Paris font un angle de 45 ° avec le sol terrestre.
Les rayons solaires arrivant aux pôles sont rasants au sol terrestre.
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