หน้าตาความร้อนจากแสงอาทิตย์

HEAT TRANSFER

ELCTROMAGENTIC RADIATION

ความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่ส่องลงมาถึงโลกเรา ประกอบด้วย

รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ความยาวคลื่น 280-400 NM ประมาณ 3%

แสงที่ตามองเห็น (VISIBLE LIGHT, VIS) ความยาวคลื่น 380-780 NM ประมาณ 44

รังสีอินฟราเรด (INFRARED, IR) ความยาวคลื่น 780-2500 NM ประมาณ 53%

NM = ( นาโนเมตร)

Solar Radiation Spectrum

ภาพด้านล่างแสดงถึง สเปกตรัมของรังสีดวงอาทิตย์ เป็นกราฟ AM1.5 ซึ่งแสดงปริมาณความเข้มข้นของความร้อน
ในแต่ละช่วงคลื่นที่ผ่านเข้ามาถึงผู้โดยสารในรถ แนวตั้งคือปริมาณความร้อน และ แนวนอนคือความยาวคลื่

ส่วนประกอบของกราฟ : กราฟนี้แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก ๆ ที่แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของรังสีดวงอาทิตย์

Sunlight at top of the atmosphere

ส่วนสีเหลือง: ปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่อยู่ด้านนอกชั้นบรรยากาศโลก ยังไม่ผ่านการดูดกลืน

Radiation at sea level

ส่วนสีแดง : ปริมาณรังสีที่มาถึงพื้นผิวโลกหลังจากผ่านชั้นบรรยากาศ โดยลดลงเพราะถูกก๊าซในบรรยากาศดูดซับไปบางส่วน

การดูดซับรังสีในชั้นบรรยากาศ

จุดที่น่าสนใจที่สุดของกราฟคือ ความแตกต่างระหว่างส่วนสีเหลือง และ ส่วนสีแดงซึ่งแสดงถึงการดูดซับ รังสีของชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งโดนดูดกลืนโดย

โอโซน (O₃) : ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ที่มีความยาวคลื่นสั้น ๆ ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต
ออกซิเจน (0₂) และไอนํ้า (H₂O) : ดูดซับรังสีในหลายช่วงความยาวคลื่น โดยเฉพาะรังสีอินฟราเรด (Infrared)
คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) : ดูดซับรังสีอินฟราเรดในบางช่วง ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก กราฟนี้สรุปได้อย่างชัดเจนว่าชั้นบรรยากาศโลกทําหน้าที่เหมือนเป็น ตัวกรองตามรรรมชาติ ที่ช่วยลดความเข้ม และปรับเปลี่ยนชนิด ของแสงอาทิตย์ก่อนที่จะมาถึงพื้นผิวโลก ทำให้รังสีที่มาถึงพื้นดิน มีความปลอดภัยและอยู่ใน ช่วงที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิต

ทำไมถึงต้องดูความร้อนทั้งสเปกตรัม ?

จะเห็นได้ว่า ความร้อนในช่วงต้นๆจะสูงแล้วจะค่อยๆลดลง แสดงให้เห็นว่ารังสีอินฟราเรดช่วง 780-2500 nm นั้นแต่ละช่วงมีผลต่อความรู้สึกร้อนของเราไม่เท่ากัน โดยช่วงต้น 780 จะเยอะ และ ค่อยๆลดลงจนถึง 2500 nm

ความร้อนส่วนใหญ่มาจากไหน?

เราจะเห็นได้ว่าความร้อนหลักๆ มาจากรังสีอินฟราเรด (IR) และบางส่วมาจากแสงที่ตามองเห็น (VIS) นั่นเอง ดังนั้นฟิล์มกรองแสงที่ดีจึงออกแบบมาเพื่อลดความร้อนจากรังสีอินฟราเรดเป็นหลัก ส่วนแสงที่ตามองเห็นนั้น ขึ้นอยู่กับความชอบของผู้ใช้ – ยิ่งเลือกฟิล์มที่เข้มมากความร้อนจากแสงที่ตามองเห็นก็จะถูกลดลงมากขึ้นด้วย

รังสีอินฟราเรด (IR) ทำให้ร้อนอย่างไร?

แม้ว่าอินฟราเรดจะมีช่วงคลื่นกว้างมาก (780 NM – 1,000,000 NM) แต่ไม่ใช่ว่าทุกช่วงจะมาถึงเราได้ เนื่องจากชั้นบรรยากาศโลกกรองไปส่วนหนึ่งแล้วตั้งแต่ช่วง 3,000 – 1,000,000 NM จึงไม่มาถึงตัวเรา

IR-A (780-1,400 NM)
ทะลุบรรยากาศได้เกือบหมด – เป็นตัวการหลัก (~30% ของพลังงานสุริยะ) ที่ทําให้ห้องโดยสารร้อนเร็ว
IR-B (1,400-3,000 NM)
ถูกดูดซับบางส่วนโดยไอนํ้าและคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ แต่ยังเหลือมาถึงพื้นโลกได้อีก ประมาณ 15-20% ฟิล์มกรองแสงคุณภาพดีจึงต้อง “ติด” ช่วงนี้ออกด้วย
IR-C (> 3 µM หรือ 3,000 NM ขึ้นไป)
ถูกดูดซับเกือบหมดโดยไอนํ้าในชั้นบรรยากาศ ไม่มาถึงพื้นโลกและกระจกรถโดยตรง จึงไม่ใช่สิ่งที่เราต้องกังวล

ทำไมมาตรฐานฟิล์มรถยนต์ ถึงควรวัดค่า IR ที่ 780-2500 NM?

เพราะ ช่วงนี้ครอบคลุม ทั้ง IR-A และ IR-B ซึ่งเป็นรังสีอินฟราเรดที่ผ่านบรรยากาศมาถึงพื้นโลกจริงๆ และ เป็นตัวการสําคัญที่ทำให้รถร้อน ซึ่งทําให้ผู้โดยสารรู้สึกไม่สบายตัวการวัดค่า IR REJECTION 780-2500 NM จึงสะท้อนประสิทธิภาพการกันร้อนจริงของฟิล์มกรองแสง

หน้าตาความร้อนจากแสงอาทิตย์

ที่สามารถส่องผ่านมาถึงโลกของเราได้มีอะไรบ้าง

1 Like

1 thought on “หน้าตาความร้อนจากแสงอาทิตย์”

Leave a Comment Cancel Reply