Az elektromágneses sugárzás forrása
A termodinamikai alaptörvények értelmében, minden olyan test, aminek a hőmérséklete nagyobb, mint az abszolút 0 K (Kelvin), magából elektromágneses sugárzást bocsájt ki.
Ennek a kibocsájtott elektromágneses sugárzásnak a teljesítménye (az időegység alatt kibocsájtott energiamennyiség, a teljes spektrumra) a Stefan-Boltzmann törvény értelmében arányos a test hőmérsékletének negyedik hatványával (σ a Boltzmann állandó):
E = σ ∙ T4
A kibocsájtott sugárzás teljesítményspektruma (az egyes hullámhosszokon kibocsájtott sugárzás teljesítménye) nem egyenletes. A teljesítményspekturmnak van maximuma. Az ehhez a maximumhoz tartozó hullámhossz fordítottan arányos a test hőmérsékletével. Ez a Wien-féle eltolódási törvény.
λ max ∙ T = const (=2884 μm∙K)
A kibocsájtó test hőmérséklete és a sugárzás teljesítményspektruma közötti kapcsolatot a Planck-féle sugárzási törvény írja le:
Eλ = c1∙ λ-5 ∙[ ec2/λT-1]-1
Ahol c1 és c2 konstansok.
A Nap sugárzási spektruma
A Nap sugárzási spektruma alapján egy 5700 K hőmérsékletű
fekete testnek felel meg.
A maximális (a görbe csúcsához tartozó) hullámhossz 550 nm. Ez körülbelül
a sárga színnek felel meg, ezért látjuk a napfényt sárga színűnek. A
kibocsájtott teljesítmény csaknem fele a látható tartományba esik.
A görbe alatti terület integrálja, adja a teljes kisugárzott teljesítményt. Ez
megegyezik a Stefan-Bolzmann törvény segítségével számított értékkel.
A napállandó
A Nap felszínéről kilépő sugárzás sugárirányban terjed. A kisugárzott
teljesítmény (mivel a bolygóközi térben gyakorlatilag nincs elnyelődés)
gyengülés nélkül terjed, azonban a Naptól távolodva egyre nagyobb felületen
oszlik el. Az a sugárzási teljesítmény ami a Nap felületén kilép, a
Földnél már egy akkora gömbön oszlik el, aminek sugara megegyezik a Nap-Föld
távolsággal. Emiatt a Földnél, a Napból érkező sugárzás teljesítménye 1350W/m2
. Ekkora sugárzási teljesítmény éri a légkör tetejét.