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La puissance solaire par unité de surface reçue sur Terre dépend de l'angle d'incidence, entre la droite normale à la surface et la direction du Soleil: plus l'angle d'incidence est faible, plus la surface qui reçoit le rayonnement solaire est faible et plus la puissance solaire reçue est importante. La puissance solaire par unité de surface est maximale lorsque l'angle d'incidence est nul, car elle est concentrée sur une surface minimale. Le rayonnement solaire enseignement scientifique corrigé la. B La variabilité de la répartition de l'énergie solaire Le rayonnement solaire reçu par la Terre varie en fonction de plusieurs paramètres. La puissance solaire reçue par unité de surface dépend: de l'heure (variation diurne), car la position du Soleil varie dans le ciel; du moment de l'année (variation saisonnière): l'axe de révolution de la Terre sur elle-même étant incliné par rapport au plan dans laquelle elle tourne autour du Soleil (plan de l'écliptique), les hémisphères n'ont pas la même inclinaison vers le Soleil au même moment de l'année; de la latitude (zonation climatique): la surface qui reçoit le rayonnement augmente avec la latitude.
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C La masse solaire transformée en énergie La masse solaire est transformée en énergie. En effet, grâce à la relation équivalence masse-énergie d'Einstein, sachant que la puissance totale rayonnée par le Soleil est de 4 \times10^{26}\text{ W}, on peut montrer que chaque seconde, environ 4 \times 10^{9}\text{ kg} de matière solaire sont convertis en énergie.
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La longueur d'onde \lambda_{max} qui correspond au maximum d'émission de rayonnement par l'étoile est inversement proportionnelle à la température absolue de sa surface. Intensité lumineuse en fonction de la longueur d'onde pour plusieurs températures de surface de la source La loi de Wien s'applique aux corps noirs, elle relie la longueur d'onde \lambda_{max} du maximum d'émission de rayonnement d'un corps à la température absolue de sa surface: T_{\left(K\right)} = \dfrac{2{, }898 \times 10^{–3}}{\lambda_{max \left(m\right)}} La loi de Wien associée au spectre du rayonnement émis par le Soleil permet de déterminer sa température de surface. Spectre du rayonnement émis par le Soleil Après lecture graphique de \lambda_{max} (maximum de la courbe), on peut en effet déduire la température de surface du Soleil à l'aide de la loi de Wien: T_{\left(K\right)} = \dfrac{2{, }898 \times 10^{–3}}{\lambda_{max \left(m\right)}} Cela signifie que plus la température absolue de surface d'une étoile est importante, plus la longueur d'onde à laquelle elle émet son maximum de rayonnement est faible.
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Compétences du chapitre Notions de cours Cours et activités: Cours: L'énergie du Soleil – Loi d'Einstein La formule expliquée par l'auteur (vidéo) Activité 1 p 68: mieux que « comme j'aime! »: Quelle masse le Soleil perd-t-il en 1 s? Exercice de calculs à partir de la réaction Rayonnement du Soleil: détermination de sa température de surface - Courbe de Planck, loi de Wien.
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Moyenne de la puissance solaire reçue en fonction de la latitude
À partir des masses des réactifs et des produits, il est possible de calculer l'énergie libérée par la fusion de deux noyaux. B La perte d'énergie par rayonnement Comme tous les corps matériels, les étoiles et le Soleil émettent des ondes électromagnétiques et perdent donc de l'énergie par rayonnement. Le spectre du rayonnement émis par la surface d'une étoile est modélisé par un spectre de corps noir, un corps idéal qui absorbe parfaitement toute la lumière qu'il reçoit, quelle que soit sa longueur d'onde. Cette absorption se traduit par une agitation thermique qui provoque l'émission d'un rayonnement thermique, dit rayonnement du corps noir, et qui est lié à la température absolue de la surface du corps noir. On appelle température absolue une mesure de la température qui prend le zéro absolu (qui est caractérisé par une agitation thermique nulle) comme origine. Elle s'exprime en kelvins (K). Le rayonnement solaire enseignement scientifique corrigé d. La température du zéro absolu est de –273, 15 °C et elle correspond aussi à 0 K. La règle de conversion entre les unités degré Celsius (°C) et kelvin (K) est: T_{(K)} = T_{(°C)} + 273{, }15 Une température de 20 °C correspond à la température absolue: T_{(\text{K})} = T_{(\text{°C})} + 273{, }15 = 20{, }00 + 273{, }15 = 293{, }15\text{ K} Le spectre du rayonnement émis par la surface d'une étoile dépend seulement de la température de sa surface.