Energía solar y espectro electromagnético

2. Es la estrella más cercana a la Tierra, se caracteriza por:
 Radio ecuatorial: 695000 km
 Periodo de rotación sobre el eje: de 25 a 36 días.
 Temperatura media superficial: 6000 °C
 Gravedad superficial: 274 m/s2
En su interior se producen constantemente reacciones de fusión
nuclear que desprenden energía. Los átomos de hidrógeno,
(elemento más abundante), se combinan entre sí para formar átomos
de helio y energía, que fluye desde el interior hasta la superficie solar
y desde allí es irradiada al espacio en todas las direcciones.
Parte de la energía irradiada es transportada en forma de ondas
electromagnéticas (fotones), que se desplazan en el vacío a 300 000
km/s, tardando unos ocho minutos en recorrer los 150 millones de
Km. que separan el sol de la tierra.

3. Cada segundo el sol irradia en todas direcciones una energía
de kilowatios .
 4*1023
El flujo de energía solar que llega al exterior de la atmósfera es
una cantidad fija constante solar .
La constante solar queda definida por el valor medio de la
cantidad total de energía recibida por m2, en un segundo, en la
parte superior de la atmósfera terrestre.
 Su valor es de 1353 W/m2.
De esta radiación solo llega a la Tierra una pequeña parte, el
resto de la energía es reflejada por la atmósfera o emitida al
espacio en forma de radiación infrarroja.

4. ENERGÍA EMITIDA POR EL SOL:
CONSTANTE SOLAR

5. Energía Solar
Después de atravesar
la atmósfera
Pierde intensidad modifica
su distribución espectral
Fenómenos de absorción,
reflexión y difusión causados por
la acción de los gases, vapor de
agua y partículas que la forman.
Ozono
Absorbe casi
toda la radiación
UV.
Vapor de agua
Absorbe la
radiación IR
Otros factores
Espesor de la
atmósfera
Situación
geográfica del
lugar
Época del año
Etc.
Antes de atravesar la
atmósfera
Es una mezcla de radiaciones
de longitudes de onda que
varían entre 200 y 4000 nm.
Radiación Ultravioleta
Radiación Visible
Radiación Infrarroja
Viene expresada
por la constante
solar: 4*1023

6.  Solo una parte de la radiación
solar, que incide sobre la tierra,
llega a su superficie.
 La radiación que intenta alcanzar
la superficie de la tierra se ve
afectada por la composición de la
atmósfera, así parte de la
radiación es reflejada, absorbida
y/o difractada.

8. La energía solar se caracteriza:
 Muy abundante
 Alta calidad
 Distribución heterogénea
 Variable
 Baja densidad

9. Onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación
electromagnética a través del espacio.
La radiación electromagnética es un tipo de campo
electromagnético variable, es decir, una combinación de campos
eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del
espacio transportando energía de un lugar a otro.
La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas
maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A
diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un
medio material para propagarse, la radiación electromagnética se
puede propagar en el vacío.

10. La longitud de onda es la distancia real que recorre una perturbación
(una onda) en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de
tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos de alguna
propiedad física de la onda.
La fórmula de longitud de onda es:
λ (lamda) = longitud de onda, se mide
en metros o submúltiplos de metro.

11. Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por
unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.
La frecuencia se mide en Hertz o Hercios, un hertz es la frecuencia
de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un
fenómeno con una frecuencia de dos hercios se repite dos veces por
segundo. Esta unidad se llamó originariamente “ciclo por segundo”
(cps). Otras unidades para indicar la frecuencia son revoluciones por
minuto (rpm).

12. El espectro electromagnético es la distribución
energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.
El espectro electromagnético se extiende desde la
radiación de menor longitud de onda, como los rayos
gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la
luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas
electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son
las ondas de radio.

13. Las ondas con mayor energía son las que tienen una
frecuencia mayor:
 Rayos gamma
 Rayos X
Las de menor energía son las de menor frecuencia:
 Radiofrecuencias .
 Microondas
La luz visible es la parte del espectro que percibimos
con la vista.

14. La radiación solar es emitida como radiación electromagnética. De
esa radiación podemos percibir fácilmente la luz visible pero otras
frecuencias –no visibles- son filtradas por la atmosfera.
La descomposición de esta radiación origina el espectro solar, que
está formado por tres bandas de longitud de onda comprendidas
entre:
 Ultravioleta UV: <380 nm
 Visible: 380 – 780 nm
 Infrarrojo: >780 nm
Cada longitud de onda transporta una cantidad de energía:
 Visible: el 47%
 Infrarrojo: el 46%
 Ultravioleta : el 7%

15. El espectro electromagnético es empleado de acuerdo a la frecuencia
de la onda electromagnética emitida.
Las ondas de radio se emplean sobre especialmente en
comunicaciones y transmisiones de radio y televisión.
Las ondas microondas tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es
la de los hornos. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la
radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha
energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los
alimentos en poco tiempo. Las comunicaciones y el radar son otras
dos aplicaciones de las microondas.
Ondas de radio AM y FM

16. Los rayos infrarrojos se utilizan comúnmente en nuestra vida
cotidiana: cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con
nuestro mando a distancia; en el supermercado, nuestros productos
se identifican con la lectura de los códigos de barras; vemos y
escuchamos los discos compactos... todo, gracias a los infrarrojos.
Estas son sólo algunas de las aplicaciones más simples, ya que se
utilizan también en sistemas de seguridad, estudios oceánicos,
medicina, etc.

17. Se denomina espectro visible a la región del espectro
electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la
radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le
llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el
espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de
onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser
capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.
Los ojos de muchas especies perciben longitudes de onda diferentes
de las del espectro visible del ojo humano. Por ejemplo, muchos
insectos, tales como las abejas pueden ver la luz ultravioleta que es
útil para encontrar el néctar en las flores. Por esta razón, los éxitos
reproductivos de las especies de plantas cuyos ciclos de vida están
vinculados con la polinización de los insectos, dependen de que
produzcan emisión ultravioleta, más bien que del colorido aparente a
los ojos humanos.

18. Colores percibidos en el espectro visible por el ojo humano:

19. Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación
científica, la industria y la medicina.
Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido confirmar
experimentalmente las teorías cristalográficas. Utilizando métodos de
difracción de rayos X es posible identificar las sustancias cristalinas y
determinar su estructura.
Existen además otras aplicaciones de los rayos X,
entre las que figuran la identificación de gemas
falsas o la detección de mercancías de
contrabando en las aduanas; también se utilizan
en los aeropuertos para detectar objetos
peligrosos en los equipajes. Los rayos X
ultrablandos se emplean para determinar la
autenticidad de obras de arte y para restaurar
cuadros.
En la radioterapia se emplean rayos X para tratar
determinadas enfermedades, en particular el
cáncer, exponiendo los tumores a la radiación.

21. FRECUENCIAS DE DISTINTOS TIPOS
DE RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo
que una onda electromagnética con una frecuencia más alta tiene una
longitud de onda más corta, y viceversa.