In einem zweiten Versuch wird die Kochplatte ohne Sonnenbestrahlung
elektrisch beheizt. Spannung und Stromstärke werden gemessen. Die
Spannung wird dabei so eingestellt, dass sich die gleiche Temperatur
T wie bei der Sonnenbestrahlung einstellt.Zunächst soll das Prinzip der Messung erläutert werden, danach wird als Korrektur der störende Einfluss der Erdatmosphäre berücksichtigt.
In einem zweiten Versuch wird die Kochplatte ohne Sonnenbestrahlung
elektrisch beheizt. Spannung und Stromstärke werden gemessen. Die
Spannung wird dabei so eingestellt, dass sich die gleiche Temperatur
T wie bei der Sonnenbestrahlung einstellt.
Aus dem Produkt von Spannung und Stromstärke erhält man die elektrische Leistung P, die genau so groß ist, wie die Leistung, die durch die Sonnenstrahlung die Erwärmung der Platte bewirkte. Ist der Flächeninhalt der Platte A, so erhält man die Solarkonstante - ohne Korrektur des Einflusses der Erdatmosphäre - S0 aus S0 = P/A.
Zur Korrektur des Einflusses der Erdatmosphäre muss man während der Messung mit der einfallenden Sonnenstrahlung auch die Sonnenhöhe h messen.
Die von der Sonne kommende Strahlung wird in der Erdatmosphäre zum Teil absorbiert, zum Teil in andere Richtungen gestreut. Die Gesamtwirkung heißt Extinktion. Die Folge ist, dass der oben ermittelte Wert der Solarkonstante nicht die wirkliche Leistung der Sonne pro Rezeptorquadratmeter darstellt, sondern durch den Einfluss der Extinktion ein zu geringer Wert gemessen wird.
Im folgenden wird erläutert, wie der (schwächende) Einfluss der Erdatmosphäre korrigiert werden kann.
Wir gehen zunächst von einem vereinfachten Modell mit einer homogenen Erdatmosphäre konstanter Höhe H aus:
Der Lichtintensität nimmt in homogenen Materialien beim Durchlaufen
der Strecke s exponentiell mit der Wegstrecke s ab:
Mit
Wir bestimmen also S(h) für verschiedene Sonnenhöhen h, tragen ln S(h) gegen 1/sin h ab und erhalten durch Extrapolation der Geraden den gesuchten Wert S0.
Ergänzung: Keine homogene Atmosphäre.