ГоловнаРеєстраціяВхід Сайт викладача Бажан А.П. Среда, 23.08.2017, 01:37
  Каталог файлів Вітаю Вас Гість | RSS

 
 
Головна » Файли » Дисципліни » Астрономія

Заняття №9
06.06.2017, 05:13

Тема: Сонце – найближча зоря.

План

1. Фізичні характеристики Сонця.

2. Будова Сонця та джерела його енергії.

3. Прояви сонячної активності та їх вплив на Землю.

 

Література:  1. Климишин І.А., Крячко І.П. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. – К.: Знання України, 2003.   §18 -§20.

2. Пришляк М.П. Астрономія 11 кл.: підручник для загальноосвітніх навчальних закладів.: Х. «Ранок» 2012. §12.

img2_4

Сонце

   1. Фізичні характеристики Сонця. Сонце – одна з мільярдів зір нашої Галактики, центральне світило в Сонячній системі, вік якого близько 5 млрд років. Воно дає Землі тепло і світло, що підтримує життя на нашій планеті. Відстань від Землі 150 млн км.

 

Радіус Сонця дорівнює 109 RЗ, маса 330000 мас Землі, середня густина

1,4 г/см3. Хімічний склад за масою, Н2-71%, Не – 27%, Світність 4.1026 Вт, температура фотосфери 5780 К, ядра 15000000 К.

  Сонце випромінює електромагнітні хвилі різної довжини, які нашим оком сприймаються як біле світло. 

   Насправді, біле світло складається з цілого спектра електромагнітних хвиль від червоного кольору до фіолетового, але Сонце випромінює найбільше енергії  у жовто – зеленій частині спектра, тому астрономи називають Сонце жовтою зорею. Температура поверхні становить 5780 К.

  2. Будова Сонця та джерела його енергії.

 Сонце має складну будову як внутрішніх, так і зовнішніх шарів.

 У результаті фізичних процесів, що протікають в надрах Сонця, безперервно виділяється енергія, яка передається зовнішнім шарам і розподіляється на все більшу площу. Сонце умовно розділяють на такі області: ядро, зона радіації, конвективна зона та атмосфера.

   Центральна область (ядро) має відносно невеликий об’єм, але велику густину, яка збільшується до центра. Великий тиск та надвисока температура забезпечують протікання термоядерних реакцій, які є основним джерелом енергії Сонця. Радіус становить 1/3 радіуса Сонця.

    У зоні радіації,  що оточує ядро на відстані до 2/3 радіуса Сонця, енергія поширюється шляхом послідовного  поглинання і наступного пере випромінювання речовиною квантів електромагнітної енергії.

    У конвективній зоні енергія передається за допомогою конвекції, тобто шляхом перемішування речовини, коли утворюються своєрідні окремі комірки, які трохи відрізняються одна від одної температурою та густиною.   

img4_4

Внутрішня будова Сонця

Зовнішні шари Сонця – це його атмосфера, яку умовно поділяють на три концентричні оболонки.

 

 

Фотосфера Сонця

   Фотосфера -  це найнижчий і найщільніший шар атмосфери, 300 км завтовшки, від якого ми отримуємо основний потік сонячного випромінювання. Фотосферу ще називають поверхнею Сонця.  Фотосфера має жовто – білий колір і густину, в сотні разів меншу від густини атмосфери при поверхні Землі.  Фотосфера складається з дрібних зерняток, розділених вузькими темними доріжками. Ці зернятка називаються гранулами.

 

Показати зображення: Хромосфера Сонця - в окремому вікні браузера

Хромосфера Сонця

Температура гранул в середньому на 500 К вища, ніж у проміжках між ними. Гранули з’являються та існують близько 7 хв, після чого розпадаються, і на їхньому місці з’являються нові. Гранули, це потоки гарячого газу, які підіймаються догори, тоді як у темних, дещо прохолодніших місцях, газ опускається вниз.

 

   Над фотосферою лежить – хромосфера.   Її можна побачити під час повного сонячного затемнення у вигляді вузького жовто – червоного кільця.

   Товщина хромосфери становить 12- 15 тис. км, а температура зростає від 4500 К дна межі з фотосферою до 100000 К у її верхніх шарах.  У

хромосфері є довгасті, схожі на язики полум’я утворення – спікули. Тому хромосфера нагадує траву, що горить. Час життя окремої спікули – до 5 хв, діаметр її основи – від 500 до 3000 км, температура у 2-3 рази вища, а густина менша, ніж у фотосфері. Речовина спікул піднімається із хромосфери в корону і розчиняється в ній. Таким чином, через спікули відбувається обмін речовини хромосфери з короною, яка лежить вище.

   Над хромосферою знаходиться найпротяжніший шар сонячної атмосфери – сонячна корона.  Вона має сріблясто – білий колір і простягається на висоту в кілька сонячних радіусів, поступово переходячи у міжпланетний простір. Температура її на межі з хромосферою становить 100000 К,  а далі зростає до 2000000 К.

    Корона у мільйон разів менш яскрава, ніж фотосфера, і не перевищує яскравості Місяця у повні, а тому спостерігається лише під час повної фази сонячного затемнення чи за допомогою спеціальних телескопів. Корона не має чітких обрисів, її неправильна форма змінюється з часом.

     Найвіддаленіші частини корони не утримуються сонячним тяжінням, і тому речовина корони безперервно витікає в міжпланетне середовище, формуючи явище сонячного вітру. Речовина сонячного вітру складається в основному з ядер водню і гелію. На відстані орбіти Землі  швидкості цих частинок  досягають 500 км/с за концентрації частинок 1-10 в 1 см3.

    Реальне значення енергії Сонця дають гравітаційне стискання і термоядерний синтез.

   За сучасними уявленнями, зорі формуються з фрагментів газово – пилових хмар. У центрі такої хмари виникає зародок зорі, на який «намагається» впасти вся навколишня речовина. У процесі падіння потенціальна енергія перетворюється в кінетичну, а та, у свою чергу, внаслідок зіткнень окремих частинок перетворюється в теплову енергію. І якщо спочатку температура у згаданому фрагменті була низькою, то зі зменшенням радіуса майбутньої  зорі температура в її центрі починає зростати.

    З теорії випливає, що під час гравітаційного стискання утворена зоря випромінює половину звільненої потенціальної енергії в навколишній простір. Друга її половина іде на нагрівання речовини самої зорі.

   У процесі стискання протозорі зростає температура  в її центрі, і через деякий час вона може досягти 10 000 000 К. За такої температури починаються термоядерні реакції перетворення водню на гелій. Першою і найефективнішою з реакцій термоядерного синтезу в умовах Сонця є утворення з чотирьох протонів ядра атома гелію за схемою 41Н®4Не.

   Маючи таке джерело енергії як термоядерний синтез, Сонце може світити близько 10 мільярдів років.

   3. Прояви сонячної активності та їх вплив на Землю.

 На сонячній поверхні спостерігаються особливі утворення: ділянки з підвищеною яскравістю – факели, ділянки зі зниженою яскравістю – плями, короткоживучі яскраві спалахи – протуберанці.  Їх поява і розвиток – це прояв сонячної активності.

    За контрастом із фотосферою сонячні плями мають вигляд темних утворень, тому що температура речовини в них менша, ніж у навколишніх ділянках фотосфери: у великих плямах вона сягає 4500К. Сильне магнітне поле в плямі гальмує вихід гарячої сонячної речовини з його надр, і саме тому температура поверхні Сонця у цьому місці знижується.

    На сонячному диску спостерігаються світлі утвори – факели, вони є супутниками  плям. Оскільки в самій плямі потік енергії менший,  то ділянка поруч з плямою – факел – це місце, де її надходить більше.

img16_4

Сонячна пляма

   В середині ХІХ ст. було виявлено, що в різні роки кількість сонячних плям різна. В наш час періодичність активності Сонця складає 11 років.

 

    При спостереженнях Сонця через густочервоний світлофільтр на краю диска видно світлі виступи над його поверхнею, які можуть простягатися далеко за межі хромосфери аж у корону.

Такі викиди речовини називаються протуберанцями. Протуберанці – це речовина, яка підіймається над сонячною поверхнею і утримується над нею завдяки магнітному полю.

Протуберанці – найграндіозніше утворення в атмосфері Сонця. Довжина деяких з них сягає 200000 км, товщина – кілька тисяч кілометрів.  Протуберанці – це дуже плоскі й довгі, щільніші й холодніші від корони хмари газу, розташовані своєю площиною майже перпендикулярно до поверхні Сонця..

Часто над сонячними плямами у хромосфері відбуваються хромосферні спалахи.  Спалах – це раптове виділення енергії, накопиченої у магнітному полі активної зони. На певній висоті над поверхнею Сонця виникає зона, де магнітне поле на невеликому відрізку різко змінюється за величиною і напрямом. Це супроводжується прискоренням заряджених частинок і перетворенням їх на високо енергійні. При цьому речовина нагрівається, з’являється потужне електромагнітне випромінювання у рентгенівському, ультрафіолетовому та радіодіапазоні, а також у міжпланетний простір викидається вузький струмінь частинок високої енергії зі швидкостями 3000 – 30000 км/с. 

  З усіх активних утворень лише спалахи вирізняються здатністю впливати на геофізичний стан Землі.

Під час спалаху потік рентгенівських квантів зростає у 100 -400 разів, то вже через 8 хв 20 с вони досягають орбіти Землі й проникають в іоносферу.   Жорстке випромінювання спричиняє додаткову іонізацію повітря. Як наслідок, змінюється щільність іоносферних шарів і їх відбивна здатність, а тому порушується зв’язок на коротких радіохвилях. Частково руйнується озоновий шар, і до поверхні Землі проникає підвищена кількість ультрафіолету.

   Через кілька годин після спалаху Землі досягає потік високо енергійних частинок. Завдяки наявності геомагнітного поля вони не потрапляють на земну поверхню, але в районах магнітних полюсів, частинки проникають до висот 100 км, іонізують і збуджують атоми повітря. При повернені атомів до нейтрального стану відбувається  висвячування – полярне сяйво.

    Ще через 1- 2 доби Землі досягає підсилений потів сонячного вітру. Під його дією земна магнітосфера стискається.  При стисненні магнітосфери напруженість магнітного поля збільшується, при розширенні, зменшується. Виникає окремий сплеск геомагнітного збурення тривалістю близько години. Потужні сонячні збурення обумовлюють тривале підсилення сонячного вітру. Виникає послідовна серія збурень геомагнітного поля, коли його напруженість швидко і різко зростає – настає магнітна буря.

   Під час магнітних буру земній корі, у металевих предметах, у провідниках індукуються сильні  хаотичні електричні струми. Вони здатні спричинити аварії в телефонному зв’язку і виводити з ладу електричні прилади.

   Сонячна активність впливає на погоду. У ритм із циклами Сонячної активності відбуваються коливання клімату Землі.

  Дослідження показали вплив Сонячної активності на людину.  У людей з хворобами серцево – судинної системи під час геомагнітних бур погіршується стан, збільшується число інфарктів  та інсультів.

 У здорових людей змінюється сприйняття часу, сповільнюється рухова реакція, різко знижується короткочасна пам’ять, об’єм та інтенсивність уваги. Збільшується травматизм на виробництві та транспорті.

 

 Запитання для самоконтролю

  1. Як розуміти поняття «поверхня Сонця»?    
  2. Що таке гранули?   Що таке спікули?
  3. На які шари поділяють атмосферу Сонця?
  4. Що на сьогодні відомо про хімічний склад Сонця?
  5. За рахунок яких джерел енергії Сонце випромінює?
  6. Що спричиняє появу плям на поверхні Сонця?
  7. Що відомо про вплив окремих проявів сонячної активності на організм людини?
Категорія: Астрономія | Додав: Admin
Переглядів: 30 | Завантажень: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
 
 
Дисципліни

Пошук

Вхід на сайт

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Друзі сайту
  • Офіційьний блог
  • uCoz Спільнота
  • FAQ по системі
  • База знань uCoz

  •  

    Copyright MyCorp © 2017
    uCoz