Quale percentuale del calore terrestre deriva dalla luce infrarossa del Sole?
doc-7965
La radiazione infrarossa è popolarmente conosciuta come "radiazione di calore"[citazione necessaria], ma la luce e le onde elettromagnetiche di qualsiasi frequenza riscalderanno superfici che li assorbono. La luce infrarossa proveniente dal Sole rappresenta il 49% del riscaldamento della Terra, mentre la restante parte è causata dalla luce visibile che viene assorbita e poi irradiata a lunghezze d' onda più lunghe. I laser a luce visibile o a emissione ultravioletta possono cartigliare la carta e gli oggetti incandescentemente caldi emettono radiazioni visibili. Gli oggetti a temperatura ambiente emetteranno radiazioni concentrate per lo più nella banda da 8 a 25 µm, ma questo non è distinto dall' emissione di luce visibile da parte di oggetti incandescenti e ultravioletti da parte di oggetti ancora più caldi (vedere il corpo nero e la legge dello spostamento di Wien).
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doc-7966
L' inseguimento infrarosso, noto anche come homing infrarosso, si riferisce ad un sistema passivo di guida missilistica, che utilizza l' emissione da un bersaglio di radiazione elettromagnetica nella parte infrarossa dello spettro per seguirlo. I missili che utilizzano la ricerca a infrarossi sono spesso chiamati "chi cerca calore", dal momento che l' infrarosso (IR) è appena sotto lo spettro visibile della luce in frequenza ed è irradiato fortemente da corpi caldi. Molti oggetti come le persone, i motori dei veicoli e gli aerei generano e trattengono calore e, come tali, sono particolarmente visibili nelle lunghezze d' onda infrarosse della luce rispetto agli oggetti sullo sfondo.
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doc-7971
La parte infrarossa dello spettro ha diversi vantaggi utili per gli astronomi. Nuvole molecolari fredde e scure di gas e polveri nella nostra galassia si illumineranno di calore irradiato, come sono irradiati da stelle incastrate. L' infrarosso può anche essere utilizzato per rilevare protostelle prima che queste comincino a emettere luce visibile. Le stelle emettono una porzione più piccola della loro energia nello spettro infrarosso, in modo che gli oggetti freddi vicini come pianeti possono essere più facilmente rilevati. (Nello spettro della luce visibile, il bagliore della stella annegherà la luce riflessa da un pianeta.) stelle incastonate.
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doc-7976
La superficie terrestre e le nuvole assorbono le radiazioni visibili e invisibili del sole e riemettono gran parte dell' energia come infrarossi nell' atmosfera. Alcune sostanze presenti nell' atmosfera, principalmente goccioline nuvolose e vapore acqueo, ma anche anidride carbonica, metano, protossido di azoto, esafluoruro di zolfo e clorofluorocarburi, assorbono questo infrarosso e lo irradiano in tutte le direzioni, compreso il ritorno sulla Terra. Così, l' effetto serra mantiene l' atmosfera e la superficie molto più calda che se gli assorbitori infrarossi fossero assenti dall' atmosfera.
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doc-7846
Lo spettro emesso da un radiatore a corpo nero alle temperature delle lampadine ad incandescenza non corrisponde alle caratteristiche di sensibilità dell' occhio umano; la luce emessa non appare bianca, e la maggior parte di essa non rientra nella gamma di lunghezze d' onda a cui l' occhio è più sensibile. I filamenti di tungsteno irradiano per lo più radiazione infrarossa a temperature dove rimangono solidi - sotto i 3.695 K (3.422 °C; 6.191 °F). Donald L. Klipstein spiega così:"Un radiatore termico ideale produce la luce visibile in modo ottimale a temperature intorno ai 6.300 °C (6.600 K; 11.400 °F). Anche a questa temperatura elevata, molta radiazione è infrarossa o ultravioletta, e l' efficacia luminosa teorica (LER) è di 95 lumen per watt". Nessun materiale noto può essere utilizzato come filamento a questa temperatura ideale, che è più calda della superficie del sole.
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doc-10983
Il clima più variegato di Nettuno rispetto a Urano è dovuto in parte all' aumento del riscaldamento interno. Anche se Nettuno si trova oltre il 50% più lontano dal Sole di Urano, e riceve solo il 40% della sua quantità di luce solare, le temperature superficiali dei due pianeti sono approssimativamente uguali. Le regioni superiori della troposfera di Nettuno raggiungono una temperatura bassa di 51,8 K (-221,3 °C). A una profondità in cui la pressione atmosferica è pari a 1 bar (100 kPa), la temperatura è 72,00 K (-201,15 °C). Più profondo all' interno degli strati di gas, la temperatura aumenta costantemente. Come con Urano, la fonte di questo riscaldamento è sconosciuta, ma la discrepanza è maggiore: Urano irradia solo 1,1 volte tanto energia quanto riceve dal Sole; mentre Nettuno irradia circa 2,61 volte tanto energia quanto riceve dal Sole. Nettuno è il pianeta più lontano dal Sole, ma la sua energia interna è sufficiente per guidare i venti planetari più veloci visti nel sistema solare. A seconda delle proprietà termiche del suo interno, il calore residuo dalla formazione di Nettuno può essere sufficiente a spiegare il suo attuale flusso di calore, anche se è più difficile spiegare contemporaneamente la mancanza di calore interno di Urano pur preservando l' apparente somiglianza tra i due pianeti.
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doc-14772
I sistemi a concentrazione di energia solare (CSP) utilizzano lenti o specchi e sistemi di inseguimento per focalizzare un' ampia area di luce solare in un piccolo fascio luminoso. Il calore concentrato viene quindi utilizzato come fonte di calore per una centrale elettrica convenzionale. Esiste un' ampia gamma di tecnologie di concentrazione; i più sviluppati sono il canale parabolico, il riflettore di fresnel lineare concentrante, la parabola Stirling e la torre di energia solare. Varie tecniche sono utilizzate per tracciare il Sole e la luce di messa a fuoco. In tutti questi sistemi un fluido di lavoro viene riscaldato dalla luce solare concentrata e quindi utilizzato per la produzione di energia o l' accumulo di energia.
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doc-14751
La Terra riceve 174.000 terawatt (TW) di radiazione solare in ingresso (insolazione) nell' atmosfera superiore. Circa il 30% si riflette nello spazio, mentre il resto è assorbito da nuvole, oceani e masse terrestri. Lo spettro della luce solare sulla superficie terrestre è per lo più diffuso su tutti i campi visibili e quasi infrarossi con una piccola parte del vicino-ultravioletto. La maggior parte delle persone in tutto il mondo vive in aree con livelli di insolazione da 150 a 300 watt al metro quadrato o da 3,5 a 7,0 kWh/m2 al giorno.
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doc-14793
La luce del sole ha influenzato la progettazione degli edifici fin dall' inizio della storia architettonica. L' architettura solare avanzata e i metodi urbanistici furono impiegati per la prima volta da greci e cinesi, che orientavano i loro edifici verso sud per fornire luce e calore.
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doc-7837
Le lampadine ad incandescenza sono molto meno efficienti della maggior parte degli altri tipi di illuminazione elettrica; le lampadine ad incandescenza trasformano meno del 5% dell' energia che utilizzano in luce visibile, con lampadine standard mediamente intorno al 2,2%. L' energia rimanente viene convertita in calore. L' efficacia luminosa di una tipica lampadina ad incandescenza è di 16 lumen per watt, rispetto a 60 lm/W per una lampadina fluorescente compatta o a 150 lm/W per alcune lampade LED bianche. Alcune applicazioni della lampadina ad incandescenza utilizzano deliberatamente il calore generato dal filamento. Tali applicazioni includono incubatrici, box per cova del pollame, luci di calore per vasche di rettile, riscaldamento a infrarossi per processi industriali di riscaldamento ed essiccazione, lampade lava e il giocattolo Easy-Bake Oven. Le lampadine ad incandescenza in genere hanno una durata di vita breve rispetto ad altri tipi di illuminazione: circa 1.000 ore per le lampadine domestiche contro le 10.000 ore per le lampade fluorescenti compatte e 30.000 ore per i LED di illuminazione.
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doc-9241
Dal punto di vista militare, l' illuminazione è una parte critica delle condizioni del campo di battaglia. Le ombre sono buoni luoghi da nascondere, mentre le aree luminose sono più esposte. Spesso è utile combattere con il sole o altre sorgenti luminose dietro di te, dando al nemico fastidiosi abbagliamenti visivi e nascondendo parzialmente i tuoi movimenti in controluce. Se la luce naturale non è presente, è possibile utilizzare proiettori e lampioni. Tuttavia, l' uso della luce può rivelare la propria posizione nascosta e la guerra moderna ha visto aumentare l' uso della visione notturna attraverso l' uso di telecamere a infrarossi e intensificatori d' immagine.
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