ステファン--ボルツマンの法則により,太陽表面の黒体ふく射熱流束は,
\[E_s=\sigma T_s^4\hspace{30px}\cdots(1)\]
(ここで,$\sigma=5.67×10^{-8} \,\rm{W/(m^2K^4)}$はステファン•ボルツマン定数)
太陽表面を球体①とし,地球公転軌道は太陽を中心とした球体②に含まれるものとする.
球体①と球体②におけるふく射エネルギー(ふく射熱流束×面積)は保存されるので,
\[E_s \left(4\pi R_s^2\right)= E_s \left(4\pi L^2\right)\]
\[E_sR_s^2=E_0L^2\hspace{30px}\cdots(2)\]
式$(2)$に式$(1)$を代入して,
\[\sigma T_s^4 R_s^2= E_0 L^2\]
\[
\begin{align}T_s&=\left(\frac{E_0 L^2}{\sigma R_s^2}\right)^{\frac{1}{4}}\\
&=\left\{\frac{1370\times\left(1.5\times10^{11}\right)^2}{5.67\times10^{-8}\times\left(6.96\times10^8\right)^2}\right\}^{\frac{1}{4}}\\
&=5.79\times10^3\,\rm{K}\end{align}
\]