[navn fjernet] Fysik 1.y

- 1 -

Strålingsabsorption og Albedo

Anne Dohrmann, Marie Heldgård, Sara Lolansen

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 2 -

Formål:

Vores formål med dette forsøg er at måle forskellige overfladers absorberet strålingsenergi, når en lampe

belyser pladerne. Vi testede en sort, hvid, grå, grøn, blå og rød plade for at sammenligne og beregne de

Albedo er et udtryk for den del af det indkomne lys, som bliver kastet tilbage igen (reflekteret). En

overflades albedo beregnes som forholdet mellem det reflekterede lys og modtaget strålingsenergi, målt

vinkelret på den betragtede overflade. En ideel hvid flade tilbagekaster al stråling og har derfor albedoen 1,

og en ideel sort flade der absorberer al stråling har albedoen 0. Albedo omregnes for det meste til procent,

for at få bedre sammenlignelige resultater.

I hverdagen opfattes en overflade som hvid, når den har en albedo på mindst 80 % fordi den reflekterer

mindst 80 % af lyset fra en lyskilde og absorberer derfor højst 20 %. Omvendt opfattes overflader som sorte

hvis de har en albedo på mindst 3 %, dvs. at de tilbagekaster mindre end 3 % af det modtagne lys og

absorberer derved højere end 97 %. Ved farvede overflader tilbagekastes kun visse bølgelængder, mens

andre absorberes, og det er i det foregående underforstået, at lyskilden udsender lys ved alle synlige

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 3 -

gennem den langbølgede varmestråling, som der tilføres fra belysningen, og temperaturen i pladerne vil

blive konstant.

Nedenstående graf giver et godt indtryk af, hvordan temperaturen først stiger hvert sekund, for derefter at

indfinde sig med en konstant temperatur i pladen. Altså hvordan temperaturligevægten i en plade indfinder

sig.

I begyndelsen af eksperimentet, hvor temperaturstigningen er lille, vil kun lidt af den energi der tilføres fra

belysningen afgives igen i form af varmestråling. Der begås derfor en meget lille fejl ved at antage, at den

målte temperaturændring det første lille tidsrum alene skyldes den energi, der tilføres fra belysningen. Der

tegnes en halvlinje med udgangspunkt i det første målepunkt og som flugter/tangerer de første tre/fire

de første 3-4 målinger udtrykker temperaturstigningen pr. sekund, det betegnes med

. Her fra kan

intensiteten( 

󰇜 i den absorberede stråling beregnes ud fra ligning 1:

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 4 -

Er intensiteten  af den indkomne stråling kendt, kan fladens albedo  beregnes:

Hypoteser:

Jeg forventer ud fra forsøget hvor den hvide plade bliver belyst, at den vil reflektere min. 80 % af lyset fra

lyskilden, desuden forventer jeg den vil have en lav stigning i grafen, dvs. at temperatur stigningen pr. sek.

Apparatur:

En hvid og en sort matlakeret 1mm tyk kobberplade med en påloddet kobberklods til temperaturmåling og

tilhørende holdere til pladerne.

Papirudskrift med gråtone og farvede felter

En 500W halogenlampe.

En vægt og en skydelære.

To LabPro termometre og en computer med LoggerPro

Forsøgets fremgangsmåde:

Øvelsen foregik ved at vi foretog temperaturmålinger på pladerne over et vist tidsrum. Det gav os

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 5 -

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 6 -

abs,grå (50 %)

I

=

I

abs,blå

I

abs,rød

=

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 7 -

Albedo-værdierne a kan nu beregnes, ud fra formel 2 fra teoriafsnittet, for de øvrige plader i forhold til

:

a

hvid

a

grøn

a

blå

    

Diskussion:

At antage at albedoen for sort er 0, er en meget risikofyldt antagelse, for hvis denne er udsat for større

usikkerheder eller fejlkilder under forsøget, vil det påvirke alle de andre pladers albedo i beregningerne.

Dette kan godt se ud til at være tilfældet i mine beregninger, hvor intensiteten af den sorte plade er meget

meget mindre.

Jeg fik også ret i min anden hypotese om at den grå og den grønne ville have en lavere albedo end den

hvide og tættere på den sorte, men dog ikke helt som jeg havde forventet. Ud fra tabel 4 og 5 skulle man

tro, at værdierne ville stemme nogenlunde overens med de samme naturfarver, dette er dog ikke tilfældet,

igen, da man skal huske at tage højde for at den kun er 50 %. Ud fra tabel 2 kan man se, at jeg fik ret i min

antagelse om, at hældningskoefficienten dvs. temperaturstigningen pr. sekund ville være højere dog igen

ikke så høj som min forventning.

Min sidste hypotese om at den røde og den blå plade ville have nogenlunde de samme værdier som lava og

havoverflade må også forkastes, da dette ikke er tilfældet, hvis man sammenligner tabel 4 og 5.

[navn fjernet] Fysik 1.y

- 8 -

50 %, antarktisk har en albedo på 81 % og sne har en albedo på op til 90 %. Hvis isen på jordens poler

smelter, tror jeg, klodens gennemsnitlige albedo vil falde, da is, sne og antarktisk jo alle har en høj albedo i

forhold til f. eks havoverfladen. Disse tre (sne, is og antarktisk) tror jeg derfor er med til at udgøre, at

jordens overflade har en albedo i gennemsnit på 38 %, og denne vil således falde, hvis isen smelter. Det vil

medføre, at jordens temperatur vil stige, og endnu mere is vil smelte, vandstanden vil stige, der vil komme

mere havoverflade, hvilket har en lav albedo, som gør temperaturen højere, mere is vil smelte og vi er inde

Det kan også være, at man under nogle af forsøgene har fået noget ekstra lys fra nogle af de andre grupper

eller ikke har fået klistret farvefelterne ordentlig på kobberpladen.

Af usikkerheder kan være, at man ikke har fået bestemt kobberpladens masse og vægt helt præcist, dette

kan igen være små afvigelser, men det kan give en større afvigelse senere hen i det færdige resultat.

Konklusion:

Albedoen for den hvide plade viste et realistisk resultat, mens den for den blå, grønne, røde og grå

havde et meget afvigende resultat sammenlignet med mine forventninger og hypoteser. Hvis man

sammenlignede værdierne i tabel 4 og 5, var dette også tilfældet. Jeg fandt ud af at mørke farver,

som sort, grå og blå havde en albedo tættere på 0 og derved også et højere hældningstal i grafen,