Sonnenenergie auf der Erde < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:44 Mo 05.12.2011 | | Autor: | Wimme |
Hallo ihr! 
Ich würde mich über jede Hilfe zu den angehängten Ausführungen freuen.
1. [mm] P_S [/mm] = 3,9 * [mm] 10^{26} [/mm] W; Ich erhalte 3,6 * 10^24 W, wenn ich eine Energieproduktion von 4Mio t/s der Sonne durch Kernfusion (angegeben) und eine Lichtgeschwindigkeit von 300000km/s annehme. Mich wundert ein wenig, wo der fehlende Faktor herkommt. Es ist noch von einem mechanischen Massenverlust durch Sonnenwind von 1 Mio t/s die Rede, aber der würde das Ergebnis wieder zu groß machen.
2. [mm] S_S [/mm] kann ich nachvollziehen. Das ist einfach die Strahlungsleistung bezogen auf die Oberfläche der Sonne.
3. [mm] S_E [/mm] erscheint mir auch logisch, hier nehme ich als Radius einfach den mittleren Abstand Sonne-Erde um die Strahlungsdichte zu bestimmen.
4. Bei der Numerischen Apertur fängt es an haarig zu werden. Dazu habe ich mir mal aufgeschrieben "Vermögen eines Elements Licht einzufangen" und "Strahlungsleistung bzgl. der bestrahlten Fläche, wenn Sonne nicht senkrecht steht". Ich meine zu wissen, dass [mm] n_0 [/mm] irgendein Index ist fürs Immersionsmedium und [mm] sin(\alpha) [/mm] vom Winkeldurchmesser (was genau ist das?) der Sonnenscheibe kommt. Aber irgendwie verstehe ich diesen Teil nicht...
5. Genauso wenig verstehe ich [mm] P_E. [/mm] Was genau ist [mm] A_{proj}? [/mm]
Könnt ihr mir helfen?
Danke,
Wimme
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:10 Mo 05.12.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wieso kannst du angeben, dass du der Autor dieses Textes bist? hast du den wirklich geschrieben oder aus etwas urheberrechtlich geschütztem kopiert?
>
> 1. [mm]P_S[/mm] = 3,9 * [mm]10^{26}[/mm] W; Ich erhalte 3,6 * 10^24 W, wenn
> ich eine Energieproduktion von 4Mio t/s der Sonne durch
> Kernfusion (angegeben) und eine Lichtgeschwindigkeit von
> 300000km/s annehme. Mich wundert ein wenig, wo der fehlende
> Faktor herkommt. Es ist noch von einem mechanischen
> Massenverlust durch Sonnenwind von 1 Mio t/s die Rede, aber
> der würde das Ergebnis wieder zu groß machen.
[mm] 4*10^9kg/s*9*10^16m^2/s^2=3,6*10^{26} [/mm] W
du hast dich einfach verrechnet. da die 4*10^9kg/s gerundet sind die richtigen 3,9
> 2. [mm]S_S[/mm] kann ich nachvollziehen. Das ist einfach die
> Strahlungsleistung bezogen auf die Oberfläche der Sonne.
>
> 3. [mm]S_E[/mm] erscheint mir auch logisch, hier nehme ich als
> Radius einfach den mittleren Abstand Sonne-Erde um die
> Strahlungsdichte zu bestimmen.
>
> 4. Bei der Numerischen Apertur fängt es an haarig zu
> werden. Dazu habe ich mir mal aufgeschrieben "Vermögen
> eines Elements Licht einzufangen" und "Strahlungsleistung
> bzgl. der bestrahlten Fläche, wenn Sonne nicht senkrecht
> steht". Ich meine zu wissen, dass [mm]n_0[/mm] irgendein Index ist
das ist einfach ausgerechnet! das [mm] \alpha [/mm] ist der halbe Winkel unter dem die sonne die Erde sieht.
Wenn du [mm] S_E/S_S [/mm] =0.002 teilst kriegst du also den Wert bis auf nen Faktor 0.5
> fürs Immersionsmedium und [mm]sin(\alpha)[/mm] vom
> Winkeldurchmesser (was genau ist das?) der Sonnenscheibe
> kommt. Aber irgendwie verstehe ich diesen Teil nicht...
> 5. Genauso wenig verstehe ich [mm]P_E.[/mm] Was genau ist [mm]A_{proj}?[/mm]
Die Erde ist ja keine Scheibe, die der Sonne zugewandt ist, sondern ne Kugel, die Energie trifft also nicht die Oberfläche der Erde pro Fläche , sondern ihre Projektion,
davon im Morden wenig, am Äquator viel) also die entsprechend "projizierte" Scheibe.
Klarer?
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:29 Mo 05.12.2011 | | Autor: | Wimme |
Hallo leduart,
> Hallo
> Wieso kannst du angeben, dass du der Autor dieses Textes
> bist? hast du den wirklich geschrieben oder aus etwas
> urheberrechtlich geschütztem kopiert?
du vermutest richtig, ich habe den Text aus Vorlesungsunterlagen kopiert. Es war natürlich falsch dabei anzugeben, dass ich der Urheber sei :-( Ich habe allerdings schon öfter Material aus Folien kopiert und hier hochgeladen mit der Bitte um Kontrolle. Bisher wurde das Material immer akzeptiert und daher sah ich kein Problem. Etwas dumm, sehe ich ein...
> > 1. [mm]P_S[/mm] = 3,9 * [mm]10^{26}[/mm] W; Ich erhalte 3,6 * 10^24 W, wenn
> > ich eine Energieproduktion von 4Mio t/s der Sonne durch
> > Kernfusion (angegeben) und eine Lichtgeschwindigkeit von
> > 300000km/s annehme. Mich wundert ein wenig, wo der fehlende
> > Faktor herkommt. Es ist noch von einem mechanischen
> > Massenverlust durch Sonnenwind von 1 Mio t/s die Rede, aber
> > der würde das Ergebnis wieder zu groß machen.
> [mm]4*10^9kg/s*9*10^16m^2/s^2=3,6*10^{26}[/mm] W
> du hast dich einfach verrechnet. da die 4*10^9kg/s
> gerundet sind die richtigen 3,9
Sorry, deine Antwort verstehe ich nicht recht. Meine aber zu erkennen, dass es einfach Rundungsfehler sind, mein Prinzip aber stimmt.
> das ist einfach ausgerechnet! das [mm]\alpha[/mm] ist der halbe
> Winkel unter dem die sonne die Erde sieht.
> Wenn du [mm]S_E/S_S[/mm] =0.002 teilst kriegst du also den Wert bis
> auf nen Faktor 0.5
auch das verstehe ich nicht. Was genau ist denn die Numerische Apertur?
Numerische Apertur = [mm] n_0 [/mm] * sin [mm] \alpha
[/mm]
Was haben damit [mm] S_E [/mm] und [mm] S_S [/mm] zu tun? [mm] S_E/S_S [/mm] ist zu dem nicht 0.002 sondern 0.00002.
> Die Erde ist ja keine Scheibe, die der Sonne zugewandt ist,
> sondern ne Kugel, die Energie trifft also nicht die
> Oberfläche der Erde pro Fläche , sondern ihre Projektion,
> davon im Morden wenig, am Äquator viel) also die
> entsprechend "projizierte" Scheibe.
>
Auch das mir nicht klar. Wieso wird die Oberfläche der Erde nicht pro Fläche getroffen? Was genau ist [mm] A_{proj}? [/mm] Wie berechnet man das? Da spielt doch bestimmt die Numerische Apertur mit rein?
> Klarer?
> Gruss leduart
hmm, wie du siehst leider nicht wirklich <img src="/editor/extrafiles/images/wein.gif" _cke_saved_src="/editor/extrafiles/images/wein.gif" title="wein.gif" alt="wein.gif" _cke_realelement="true">
Gruß,
Wimme
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:19 Mo 05.12.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Hallo leduart,
>
> > > 1. [mm]P_S[/mm] = 3,9 * [mm]10^{26}[/mm] W; Ich erhalte 3,6 * 10^24 W, wenn
> > > ich eine Energieproduktion von 4Mio t/s der Sonne durch
> > > Kernfusion (angegeben) und eine Lichtgeschwindigkeit von
> > > 300000km/s annehme. Mich wundert ein wenig, wo der fehlende
> > > Faktor herkommt. Es ist noch von einem mechanischen
> > > Massenverlust durch Sonnenwind von 1 Mio t/s die Rede, aber
> > > der würde das Ergebnis wieder zu groß machen.
> > [mm]4*10^9kg/s*9*10^16m^2/s^2=3,6*10^{26}[/mm] W
> > du hast dich einfach verrechnet. da die 4*10^9kg/s
> > gerundet sind die richtigen 3,9
>
> Sorry, deine Antwort verstehe ich nicht recht. Meine aber
> zu erkennen, dass es einfach Rundungsfehler sind, mein
> Prinzip aber stimmt.
du hattest [mm] 10^{24} [/mm] errechnet, sa musst du dich vertan haben, der unterschied 3,6 zu 3,9 sind ungenaue angaben über die Masse.
> > das ist einfach ausgerechnet! das [mm]\alpha[/mm] ist der halbe
> > Winkel unter dem die sonne die Erde sieht.
> > Wenn du [mm]S_E/S_S[/mm] =0.002 teilst kriegst du also den Wert
> bis
> > auf nen Faktor 0.5
>
> auch das verstehe ich nicht. Was genau ist denn die
> Numerische Apertur?
> Numerische Apertur = [mm]n_0[/mm] * sin [mm]\alpha[/mm]
> Was haben damit [mm]S_E[/mm] und [mm]S_S[/mm] zu tun? [mm]S_E/S_S[/mm] ist zu dem
> nicht 0.002 sondern 0.00002.
1. n=1 da Vakuum
2. die Menge Licht die auf den winkel [mm] \alpha [/mm] kommt,
Ich hab das also wohl falsch gesehen. wir sehen die Sonne unter 0,5° der sin davon ist etwa 0.004
> > Die Erde ist ja keine Scheibe, die der Sonne zugewandt ist,
> > sondern ne Kugel, die Energie trifft also nicht die
> > Oberfläche der Erde pro Fläche , sondern ihre Projektion,
> > davon im Morden wenig, am Äquator viel) also die
> > entsprechend "projizierte" Scheibe.
> >
>
> Auch das mir nicht klar. Wieso wird die Oberfläche der
> Erde nicht pro Fläche getroffen? Was genau ist [mm]A_{proj}?[/mm]
die Oberfläche der Halbkugel wird getroffen, aber eben nur senkrecht z.B am Äquator, der Rest ist mehr streifend. die gesamte energie aber haben wie bei senkrechtem Einfall. das entspricht dem Vollkreis mit Radius also [mm] \pir^2 [/mm] während die fläche der kugel [mm] 2\pir^2 [/mm] wäre.
statt mit der Proketion zu rechnen kannst du die Energie pro Fläche durch integration ausrechnen, Kommt aber dasselbe raus.
Vorstellung: nimm praktisch paralleles licht, halt ein papier senkrecht dazu, du bekommst auf dem Papier direkt die Intensität pro Fläche,die der prallelstrahl hat. hältst du das Papier schräg, wird eine größere fläche mit kleinerer intensität beleuchtet. die Gesamtenergie die drauffällt ist wieder dieselbe die du aus dem senkrechten Papier hattest. also spielt nur die projizierte fläche für die gesamte einfallende energie ne Rolle.
Wenn du die Energie pro fläche an einem bestimmten ort der Erde rauskriegen willst, musst du also den Winkel wissen, wie er zur richtung der sonne steht. Aber das war hier nicht gefragt.
Gruss leduart
> Wie berechnet man das? Da spielt doch bestimmt die
> Numerische Apertur mit rein?
>
> > Klarer?
> > Gruss leduart
>
> hmm, wie du siehst leider nicht wirklich <img
> src="/editor/extrafiles/images/wein.gif"
> _cke_saved_src="/editor/extrafiles/images/wein.gif"
> title="wein.gif" alt="wein.gif" _cke_realelement="true">
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>
> Gruß,
> Wimme
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