Aufbau und Durchführung
Man lässt die Sonne senkrecht auf eine geschwärzte Messingplatte scheinen, die durch einen Styroporbecher gegen Fremdeinstrahlung abgeschirmt ist. Der Styroporbecher hält dabei durch seine geringe Wärmekapazität und seine gute Wärmeisolation die Fehler durch Wärmeaufnahme ins Styropor und Wärmeabgabe an die Umgebung klein. Daraus ermittelt man die von der Messingplatte absorbierte Energie. Man erhält daraus die Bestrahlungsstärke, indem man diese Energie durch die sonnenbeschienene Fläche der Platte \(A\) und die verstrichene Zeitspanne \(\delta t\) dividiert. Wenn die Sonne nicht scheint, kann man den Aufbau auch mit einer starken Lampe simulieren.
Beobachtung
Bei einer Messingplatte mit der Masse \(m = 79{\rm{g}}\), dem Flächeninhalt \(A = 0,011{{\rm{m}}^2}\) und der spezifischen Wärmekapazität \({c_{{\rm{Messing}}}} = 0,39\frac{{\rm{J}}}{{{\rm{g}} \cdot {\rm{K}}}}\) ändert sich bei sehr klarem Wetter zur Mittagszeit innerhalb von \(\Delta t = 30{\rm{s}}\) die Temperatur der Messingplatte von \({\vartheta _1} = 24,5^\circ {\rm{C}}\) auf \({\vartheta _2} = 32,5^\circ {\rm{C}}\).
Auswertung
Bestimme aus den Messwerten die Bestrahlungsstärke \(B\) in \(\frac{{\rm{W}}}{{{{\rm{m}}^2}}}\).
Hinweis: Bei diesem Versuch strahlt die Messingplatte natürlich während der Versuchsdauer Energie ab. Will man diese Energie bestimmen, so verdunkelt man nach der Messung für eine gleichlange Messzeit \(\delta t\) die Messingplatte und bestimmt den Temperaturrückgang der Platte in dieser Zeit. Die dabei durch die Messingplatte abgegebene Energie entspricht der Energie, die auch während der eigentlichen Messung von der Messingplatte an die Umgebung abgestrahlt wurde.