Page 70 -

โครงการหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี

52 สมดุลพลังงาน

3.2.1 กฎระยะทางผกผันก าลังสอง (Inverse square law)

กฎระยะทางผกผันก าลังสอง กล่าวว่า พลังงานที่แผ่กระจายออกมาจากแหล่งก าเนิด
เดียวกัน เมื่อตกกระทบบนพื้นที่ที่เท่ากันสองพื้นที่ซึ่งอยู่ห่างจากแหล่งก าเนิดไม่เท่ากัน ปริมาณ
พลังงานบนพื้นที่นั้นๆ จะแปรผกผันกับก าลังสองของระยะทาง ดังสมการที่ (3.8)

2
R = 4  d E และ R = 4  d E . . . (3.8)
2
FS
FS
SE
S
S
SE
-1
เมื่อ R = เรเดียนท์ฟลักซ์จากดวงอาทิตย์ มีหน่วยเป็นจูลต่อวินาที (Js )
FS
E = เออร์เรเดียนซ์ที่โคโรน่าของดวงอาทิตย์ มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร (Wm )
-2
S
-2
E = เออร์เรเดียนซ์ของดวงอาทิตย์ที่นอกบรรยากาศของโลก (Wm )
SE
2
2
ดังนั้น R / R = 4 d E / 4 d E
S
FS
FS
SE
S
SE
2
E / E = (d / d ) . . . (3.9)
S
S
SE
SE
8
ถ้ารัศมีของดวงอาทิตย์ d = 7  10 เมตร
S
11
ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ d = 1.5  10 เมตร
SE
7
เออร์เรเดียนซ์ที่โคโรน่าของดวงอาทิตย์ E = 6.34  10 วัตต์ต่อตารางเมตร
S
2
E = E  [(d )/(d )]
S
SE
SE
S
7
11 2
8
E = 6.34  10 [(7  10 )/ (1.5  10 )]
SE
E = 1.38  10 วัตต์ต่อตารางเมตร
3
SE
เออร์เรเดียนซ์จากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบตั้งฉากกับพื้นที่ 1 ตารางเมตร บริเวณผิว
นอกของชั้นบรรยากาศของโลกมีค่าประมาณ 1,380 วัตต์ต่อตารางเมตร หรือ 2 แคลอรีต่อตาราง
เซนติเมตรต่อนาที เรียกพลังงานนี้ว่า ค่าคงที่ของพลังงานสุริยะ (Solar constant)
3.2.2 การกระเจิง (scattering) และการสะท้อน (reflection)
การกระเจิงเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น อินฟราเรด แสงและอัลตราไวโอเลต
ตกกระทบกับสสารที่มีขนาดเล็กกว่าความยาวช่วงคลื่น (d  ) ในกรณีที่สสารมีขนาดใหญ่กว่า
ความยาวช่วงคลื่น (d  ) ขนาดของสสารนั้นต้องใหญ่กว่าความยาวช่วงคลื่นไม่เกิน 50 เท่า (d 
50) การกระเจิงเกิดขึ้นทุกทิศทางเมื่อแสงตกกระทบสสาร เช่น โมเลกุลของอากาศ โมเลกุลของไอ
น ้า หมอก ละอองน ้าขนาดเล็ก จะเกิดการกระเจิงในรูปแบบของแสงเชิงกายภาพ (physical optics)

ในกรณีที่ขนาดของสสารใหญ่กว่าความยาวช่วงคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามากกว่า 50 เท่า จะเกิด