Оптика — Задание 19 ОГЭ по физике №00039977

Здесь считать ничего не надо — надо объяснить, что происходит с инфракрасными (тепловыми) лучами Солнца, когда они идут сквозь воздух.

Что значит «атмосфера непрозрачна». Прозрачность — это способность пропускать излучение. Если газы воздуха поглощают лучи определённой длины волны, то до земли эти лучи почти не доходят: атмосфера для них непрозрачна. Главные «поглотители» в воздухе — водяной пар ($\text{H}_2\text{O}$) и углекислый газ ($\text{CO}_2$). Каждый газ поглощает не всё подряд, а свои определённые длины волн.

Разбираем три названные области по очереди.

• Коротковолновая, $0{,}80$–$2{,}5$ мкм. Это «ближний» инфракрасный диапазон, соседний с видимым светом. Для него воздух в основном прозрачен: именно эти лучи вместе с видимым светом доходят до поверхности и греют землю. Отдельные узкие полосы поглощения водяного пара тут есть, но всю область они не закрывают.
• Средневолновая, $2{,}5$–$50$ мкм. Здесь картина смешанная: часть диапазона поглощается, но есть и «окно прозрачности» примерно $8$–$13$ мкм, через которое тепловое излучение свободно проходит. Именно через это окно Земля сбрасывает тепло в космос. Значит, назвать всю область непрозрачной нельзя.
• Длинноволновая, $50$–$100$ мкм. Вот здесь поглощение сплошное: на этих длинах волн очень сильно поглощает водяной пар (а также углекислый газ). Окон прозрачности практически нет — излучение с такими длинами волн гасится в атмосфере целиком.

Вывод. Земная атмосфера непрозрачна для длинноволновой области солнечного инфракрасного излучения, то есть для диапазона $50$–$100$ мкм, потому что эти волны почти полностью поглощаются водяным паром и углекислым газом воздуха.