基于普朗克函数,计算到达地面的太阳辐射光谱,太阳黑体温度5700K,计算地球发射辐射光谱,地球黑体温度300K,用python把两者画在一张图上
时间: 2024-10-24 08:07:17 浏览: 98
在Python中,我们可以使用matplotlib库来绘制这两个光谱。首先,需要引入必要的库,并利用Planck函数来计算太阳和地球的辐射光谱。对于太阳黑体辐射,我们将使用`scipy.constants`中的普朗克常数和其他物理常数来进行计算。对于地球的辐射,我们需要将温度转换到相应的波长。
这里是一个简化的例子,实际操作中可能需要更为精确的数值计算:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.constants import h, c, k, plank_func
# 定义波长范围和步长
wavelengths = np.linspace(0.1, 50, num=1000) * 1e-6 # 微米范围内
temperature_sun = 5700 # 太阳温度(开尔文)
temperature_earth = 300 # 地球温度(开尔文)
# 计算太阳的黑体辐射光谱
planck_sun = plank_func(wavelengths, temperature_sun, unit='erg / (cm^2 s Hz sr)')
planck_sun *= h * c**2 / wavelengths**5 # 转换单位为W/m^2/nm
# 计算地球的黑体辐射光谱
planck_earth = plank_func(wavelengths, temperature_earth, unit='erg / (cm^2 s Hz sr)')
planck_earth *= h * c**2 / wavelengths**5 # 同样转换单位
# 绘制两个光谱
plt.plot(wavelengths, planck_sun, label='太阳辐射')
plt.plot(wavelengths, planck_earth, label='地球辐射')
# 添加标签和标题
plt.xlabel('波长 (纳米)')
plt.ylabel('辐射功率 (W/m^2/nm)')
plt.title('太阳和地球辐射光谱比较')
plt.legend()
# 显示图形
plt.show()
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