¿Explicación para el espectro del sol?

Me parece que la persona que dibujó el gráfico fue un poco descuidada: la radiación de cuerpo negro ideal ("idealer Schwarzer Körper" - Temperatur 5900 K) no se corta bruscamente a 240 nm como se muestra. En su lugar, debería verse así:

cuando se calcula a partir de la Ley de Planck. Sospecho que hay algún error en el método utilizado para calcular los valores en la trama que reprodujo; tenga en cuenta que en los extremos de la trama, existe la posibilidad de desbordamiento si el cálculo se realiza sin cuidado (o con precisión simple). Sospecho que eso es lo que sucedió aquí.

Si desea hacer este gráfico usted mismo, puede usar (o adaptar) este fragmento de código de Python:

import math
from scipy.constants import codata
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

D = codata.physical_constants

h = D['Planck constant'][0]
k = D['Boltzmann constant'][0]
c = D['speed of light in vacuum'][0]

pi = math.pi

def planck(T, l):
    p = c*h/(k*l*T)
    if (p > 700):
        return 1e-99
    else:
        return (h*c*c)/(math.pow(l, 5.0) * (math.exp(c*h/(k*l*T))-1))        

Tvec=[5900]
Lvec = np.logspace(-8, -5.3, 1000)

plt.figure()
# create a semitransparent "rainbow plot" to show where visible range is:
plt.imshow(np.tile(np.linspace(0,1,100),(2,1)), extent=[400, 800, 0, 1], aspect='auto', cmap='rainbow', alpha = 0.4)

# compute Planck for a range of wavelengths
for T in Tvec:
    r = []
    for l in Lvec:
        r.append(planck(T, l))
    plt.plot(Lvec*1e9, r/np.max(r),label='T=%d'%T)
plt.xlabel('lambda (nm)')    
plt.title('wavelength distribution of black body (T=5900)')
plt.xlim((0,2500))
plt.show()

No creo que puedas sacar tales conclusiones de un simple gráfico. Probablemente lo hayan cortado en algún lugar alrededor de 200 nm porque la potencia de salida en longitudes de onda más cortas es casi irrelevante.

Si desea un gráfico más preciso para longitudes de onda más cortas, pruebe este . Puede configurarlo para 5900K y valores gráficos por debajo de 240nm.

Del artículo de wiki sobre la radiación solar:

Espectro de radiación solar sobre la atmósfera y en la superficie. Se producen rayos ultravioleta y rayos X extremos (a la izquierda del rango de longitud de onda que se muestra), pero comprenden cantidades muy pequeñas de la potencia de salida total del Sol.

Usted pregunta:

Mi pregunta es, ¿por qué exactamente la intensidad desaparece por debajo de 240 nm? Si observo la ley del tablón, obviamente la intensidad para λ→0 y λ→∞ se desvanecerá, pero ¿por qué ya se desvanece para λ≈240nm?

Por supuesto, la fórmula tiene valores a continuación, pero la declaración anterior es que hay una radiación muy pequeña para λ≈240nm del espectro solar real. Observará que el ajuste al espectro del cuerpo negro es aproximado. La razón es que ningún cuerpo real tiene los supuestos que entran en la derivación de la fórmula de Planck, osciladores armónicos cuánticos uniformes.

La materia está compuesta de átomos y moléculas y el sol en particular se encuentra en un estado de plasma muy denso con campos magnéticos que van desde . Por lo tanto, el ajuste al cuerpo negro es aproximado. Los fotones de alta energía tienen una pequeña probabilidad de ser producidos por distribuciones térmicas y, en lo que respecta a las mediciones, no son significativos, debido a la dinámica del sol y la composición de su masa.