Svetlo považujeme za niečo celkom samozrejmé. Viete však, aké má svetlo vlastnosti?Pozrite sa okolo seba a skúste vymenovať nejaké vlastnosti svetla, ktoré ste si všimli.

(napr. ako sa svetlo dostane do miestnosti, odkiaľ prichádza svetlo, prečo v tme nevidíme)


Najväčším prirodzeným zdrojom svetla je Slnko. Slnečné svetlo k nám prichádza z veľkej vzdialenosti, približne 150 000 000 km. Po tejto dlhej ceste vstúpi do atmosféry našej Zeme a potom dopadá na jej povrch. Túto vzdialenosť prejde približne za 8 min.

Svetlo na svojej ceste prejde rôznymi prostrediami, najprv vákuom, potom vzduchom (atmosféra) a vodou (oceány a moria) a nakoniec dopadne na zem a predmety. Budeme pozorovať ako sa svetlo správa pri prechode z jedného prostredia do druhého a kde sa nakoniec stráca.

 

http://www.dimex.sk/vliesova-fototapeta-na-stenu-dimex-zem-a-slnko-330-x-220/d-78447/

 

Slnko je veľmi dôležité pre existenciu života na Zemi, a preto ho mnohí fyzici a astronómovia pozorujú a skúmajú. Vnútri Slnka je teplota, ktorá sa odhaduje až na 20 miliónov °C. Horúci je aj slnečný povrch, jeho teplota je približne 6000 °C.

Väčšina energie sa z povrchu Slnka vyžiari do vesmíru a len jej malá časť dopadá aj na našu Zem. Hovoríme, že zo Slnka k nám dopadá žiarenie. Slnečné žiarenie tvorí svetlo, vďaka ktorému vidíme (48%), tepelné žiarenie, ktoré nás zohrieva (45%) a ultrafialové žiarenie, ktoré nás opáli (7%).

 

http://theglassblog.wordpress.com/2011/02/06/solar-and-heat-control-glasses/

 


 

Meranie slnečnej konštanty

Meralo sa, aké teplo dodá slnečné žiarenie zemskému povrchu - slnečná konštanta. Zistená hodnota tepla predstavuje slnečnú energiu, ktorú dodá Slnko zemskému povrchu.

 

Zopakujte si:

- ako sa počíta teplo prijaté telesom

- meranie teploty a hmotnosti

- čo znamená c - hmotnostná tepelná kapacita látky

 

Úloha: Slnečná konštanta sa vyjadruje ako množstvo tepla dodané slnečným žiarením dopadajúcim na plochu 1 cm2 zemského povrchu za 1 min. Navrhnite metódu na jej meranie. (Vychádzajte aj zo vzťahu na výpočet tepla Q = m.c.∆t)

Postup:

a) Zostrojte zariadenie, na ktoré bude dopadať slnečné svetlo a na ktorom sa budú dať merať potrebné hodnoty na výpočet prijatého tepla.

Napríklad z pomôcok: voda v plytkej čiernej miske, polystyrén, teplomer, odmerná nádoba.

http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT_html/F8zs/F8PocitAplik.htm

 

b) Navrhnite a nakreslite si tabuľku na zápis nameraných hodnôt po časových intervaloch 30 s počas 5 min.

c) Z nameraných hodnôt teploty a času zostrojte graf.


Odpovedzte:

1. Koľko tepla v jouloch dodá slnečné svetlo celej ploche zariadenia za čas 5 min?

2. Koľko tepla v jouloch dodá slnečné svetlo ploche s veľkosťou 1 cm2 za 1 min?

3. Porovnajte hodnoty slnečnej konštanty, ktorú ste vypočítali, s oficiálne stanovenou hodnotou slnečnej konštanty, ktorá je 8,2 J na plochu 1 cm2 za čas 1 min. Ako sa dajú vysvetliť rozdiely vo výsledkoch?


Hodnota slnečnej konštanty je priemerom hodnôt získaných z viacerých meraní slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Aj keď sa hodnota nazýva konštantou, mení sa v závislosti od slnečnej aktivity. Výskumné meranie sa od nášho odlišuje veľkosťou plochy, na ktorú svetlo dopadá a meraným časom.


 

 

Solárna energia

Množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Zem je približne 14 000-krát väčšie ako celá energia spotrebúvaná ľudstvom v súčasnosti. Z energetického hľadiska ide teda o mimoriadne zaujímavú možnosť získavania energie.

 

Systémy využívania rôznych foriem solárnej energie:

  • využívanie slnečnej energie prostredníctvom fotovoltických panelov - priamo premieňajú slnečnú energiu na elektrickú.

http://www.solarlab.mtf.stuba.sk/solarnesystemy.html

 

  • priame využívanie slnečnej energie prostredníctvom tepelného solárneho systému - je azda najjednoduchšie a najrozšírenejšie využívanie slnečnej energie. Zahŕňa prvky ako sú veľké okná nasmerované na juh, solárne panely, aj zložitejšie systémy na uskladnenie - akumuláciu tepla vo forme vody, alebo parafínu, väčšinou v podzemných priestoroch. V lete zachytené teplo potom napomáha vyhrievaniu budov v zimných mesiacoch.

 

  • využitie slnečnej energie vo forme biomasy- organická hmota, či už vo forme dreva, rastlín alebo zvyškov nám dokáže poskytnúť všetky užitočné formy energie - elektrinu, teplo aj kvapalné palivá pre motorové vozidlá. Biomasa je v podstate zakonzervovaná slnečná energia, ktorú rastliny vďaka fotosyntéze premieňajú na organickú hmotu. Potenciál ukrytý v nej je skutočne veľký, priemerný energetický obsah v jednom kg suchého dreva alebo slamy je asi 4,5  kWh, čo znamená že približne 2 kg biomasy sú potrebné na to, aby sa energeticky nahradil 1 liter ropy.

http://www.solarlab.mtf.stuba.sk/solarnesystemy.html

 

  • využívanie slnečnej energie vo forme hydropotenciálu - kolobeh vody v prírode je najmohutnejším a pravdepodobne aj najznámejším látkovým obehom v prírode. Hnacím motorom celého tohto procesu je Slnko. Energiu získanú prostredníctvom vodných turbín je možné premeniť na široko využívanú elektrickú energiu.Rozkladom molekuly vody na  vodík  a kyslík je možné získať zásobu energie, využiteľnú neskôr napríklad pomocou palivových článkov.

 

http://www.solarlab.mtf.stuba.sk/solarnesystemy.html 



Zopakujte si:
1. Aké žiarenia tvoria slnečné žiarenie?
2. Ako by ste merali slnečnú konštantu ?
3. Aké systémy na využívanie slnečnej energie poznáte?


Použitá literatúra:
Fyzika pre 8. ročník základnej školy a 3. ročník gymnázia s osemročným štúdiom, doc. RNDr. Viera Lapitková, CSc., doc. RNDr. Václav Koubek, CSc., Mgr. Ľubica Morková
http://www.solarlab.mtf.stuba.sk/solarnesystemy.html 


Zdroje obrazkov:
http://www.dimex.sk/vliesova-fototapeta-na-stenu-dimex-zem-a-slnko-330-x-220/d-78447/
http://theglassblog.wordpress.com/2011/02/06/solar-and-heat-control-glasses/
http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT_html/F8zs/F8PocitAplik.htm
http://www.solarlab.mtf.stuba.sk/solarnesystemy.html