什么是太陽光譜？

什么是太陽光譜？

太陽光譜被定義為由太陽發射或由地球上的收集器或儀器接收的電磁光譜分布。太陽通過電磁波輻射太陽能或太陽光，其波長范圍稱為太陽光譜。太陽發射的輻射包括 X 射線和無線電波，但地球表面主要接收 350 nm 至 4000 nm 之間的波長。人類可見光區域僅限于 400 nm 至 700 nm，約占總能量的 43%。

太陽光譜是由太陽表面產生的，正如我們所討論的，可以用 5800K的黑體來模擬。正如我們還提到的，我們在地球表面獲得的光譜由于大氣吸收和散射而被修改。復雜的大氣過程可能會極大地改變到達地球表面的太陽光譜。例如，氣相 H₂O 和 CO₂ 是太陽紅外輻射的強吸收劑。

陽光的分子吸收

分子有許多不同的吸收光的方式。當它們吸收光時，能量就會轉化為另一種形式。這種能量可以轉化為分子的振動能、旋轉能或電子能，而它所響應的光的確切波長取決于所討論的分子。例如，水蒸氣在微波和紅外線中經歷旋轉吸收，并在近紅外和中紅外波長中經歷振動吸收。它在紫外線波長下經歷電子吸收（其中電子被提升到更高的能量狀態）。二氧化碳、氧氣和其他分子都有自己獨特的吸收光譜，影響我們看到的陽光光譜。下面給出了吸收光譜的一些例子。

改變太陽光譜的其他方式

在可見光范圍內，降水、云層和沙塵暴會減少太陽輻射。由于大多數紫外線輻射是從太陽光譜中吸收的，并且不會到達地球表面，因此到達地球表面的太陽輻射峰值位于光譜的可見部分。總輻射中，約 3/4 最終到達地球。太陽光譜的能量分布約為 5% 紫外線、43% 可見光和 52% 紅外線。

總之，我們看到的陽光會因太陽活動、地日距離、降水、太陽角度、云層、沙塵暴等因素而變化。您可能會意識到，當“我們能得到多少陽光”這個問題取決于如此多的變量時，給出一個簡單的答案是多么困難！

不過，如果我們希望重現陽光，就必須有一個基礎。例如，為了能夠在實驗室環境中持續測試光化學過程或太陽能電池，我們需要擁有可靠、可重復和可控的光源。