Как устроено солнце 4 класс
Солнце – это звезда, вокруг которой вращаются все планеты Солненой системы. Солнце и Земля образовались почти одновременно около 4,5 млрд. лет назад. Астрономы полагают, что запасов энергии звезды хватит еще, по меньшей мере, на 7 млрд. лет.
Еще до нашей эры люди понимали важность Солнца, которое дает нашей планете свет и тепло. Во многих культурах оно почиталось как божество. Первым, кто подверг его божественное происхождение сомнению, был греческий философ Анаксагор. Он утверждал, что Солнце – это планета. С XVII века, после изобретения гелиоскопа, особой разновидности телескопа, началось более подробное изучение небесного светила в лице Галилея и других ученых.
В 1957 году были проведены первые наблюдения из космоса благодаря спутнику «Спутник-2». Впоследствии было запущено в космос еще немало солнечных обсерваторий для изучения Солнца и его свойств.
Структура солнца
Солнце состоит из ядра, фотосферы (видимой поверхности), хромосферы (внешней оболочки), и последней внешней оболочки – короны. Температура на поверхности звезды достигает 5505°C, а температура ядра – 13 млн. градусов. Временами на солнце происходят огромные выбросы энергии в виде солнечных вспышек, а иногда от него исходят очень мощные потоки ветра, в результате которых возникают магнитные бури. Во всем этом нет ничего страшного, ведь Земля защищена атмосферой и находится от Солнца на расстоянии более 149 млн. км.
Солнечные затмения
Солнечное затмение возникает в результате того, что Луна закрывает Солнце. Оно может быть полным или частичным. Затмение ни в коем случае нельзя наблюдать невооруженным глазом, либо через телескоп или бинокль. Этим можно только испортить свое зрение. Лучшим вариантом будут очки сварщика или какое-нибудь другое очень темное стекло. В ближайшее время полных затмений не будет, но ближайшее частичное произойдет 15 февраля 2018 года.
Времена года и погода
Солнечная активность также влияет на смену времен года. Из-за того, что земная ось находится под небольшим наклоном по отношению к Солнцу, в течение года, во время вращения Земли, то южное, то северное полушарие обращено к источнику света. В каждое время года определенная часть планеты нагревается, то сильнее, то слабее. Также вращение вокруг Солнца связано с протяженностью дня в разные сезоны. Летом день длиннее, а зимой короче. Точно так же и с ночью.
Влияние Солнца на жизнь на Земле
Благодаря Солнцу существует жизнь на Земле. Его лучи попадают на растения, в результате чего те перерабатывают углекислый газ на кислород, из-за чего люди и животные могут дышать. Также солнечный свет обеспечивает в выработку витамина D в человеческом организме. И пока лучи Солнца достигают земной поверхности, жизнь будет идти своим чередом. Но стоит только солнечному свету по какой-то причине прекратить достигать Земли, как температура планеты начнет стремительно понижаться. Например, из-за ядерного взрыва в верхние слои атмосферы поднимаются огромные количества сажи, пыли и дыма, образуя плотные черные облака. Через них не проникнет солнечный свет и на Земле может возникнуть настоящая ядерная зима.
Как человек использует солнце
Человечество уже давно научилось использовать солнечную энергию для своих целей. Солнечные батареи яркий тому пример. Их используют для подзарядки в космических экспедициях. Также они все больше входят в обычную человеческую жизнь, хотя дороговизна материалов, из которых их изготавливают, немного тормозит процесс. Но уже сейчас нередко можно встретить уличные фонари на таких батареях.
Источник
Как устроено Солнце?
» Солнце » Как устроено Солнце?
Солнце, подобно луковице, состоит из нескольких сферических слоев. Вещество в них отличается по своим свойствам, а энергия там распространяется посредством разных физических процессов. Первым идет ядро, затем область лучистого переноса энергии, далее конвективная зона и, наконец, атмосфера. В атмосфере также выделяют несколько областей: фотосферу, хромосферу и корону.
Ядро — это центральная область Солнца радиусом около 150 000 км. В этом объеме сосредоточена примерно половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца. Материя ядра сильно сжата тяжестью внешних слоев, поэтому само оно очень тяжелое: плотность вещества в ядре в 150 раз больше плотности воды (примерно 150 т/м3).
В центральной части Солнца — температура 15 млн °С и сверхвысокие давления. Здесь протекают термоядерные реакции, в результате которых высвобождается огромное количество энергии и образуются ядра новых химических элементов. Эта энергия представляет собой электромагнитное излучение сверхкоротких длин волн.
Просачивание (перенос) излучения из центра Солнца к поверхности совершается крайне медленно. При этом от слоя к слою гамма-кванты слабеют. Сперва они превращаются в кванты рентгеновских лучей, затем в ультрафиолетовые. То есть частота и энергия излучения по мере продвижения к поверхности светила уменьшаются. Пройдут тысячи лет, прежде чем родившиеся в недрах гамма-кванты выйдут из него фотонами видимого света.
Электромагнитная энергия из ядра поступает в область лучистого переноса энергии (радиационную зону). Эта область достигает длины до 70% радиуса Солнца и представляет собой оболочку из газа очень высокой температуры. Здесь энергия распространяется путем поглощения и излучения веществом квантов. При этом коротковолновое гамма-излучение превращается в рентгеновское с большей длиной волны. Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идет поток энергии. В целом этот процесс крайне медленный. По мере удаления от ядра температура газа понижается.
Конвективная область — это сферическая оболочка, лежащая выше радиационной зоны. Толщина этой оболочки составляет 1/10 часть радиуса Солнца. Плазма конвективной области подвижна, солнечное вещество здесь кипит и перемешивается. Отсюда внутреннее тепло Солнца перетекает по столбам горячего газа к поверхности светила. Там происходит потеря тепла, газ охлаждается и погружается обратно к центру.
Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь становится лучистым. Иными словами, доставленная на поверхность энергия передается дальше в виде излучения.
Вырываясь на поверхность Солнца, столбы горячего газа, несущие тепло к его поверхности, как бы взрыхляют ее, как кроты, роющие свои ходы к поверхности земли. Поэтому поверхность Солнца похожа на рыхлую почву. Ширина таких неровностей достигает тысячи километров, а время «выравнивая» составляет от 8 до 20 мин. При рассмотрении с расстояния поверхность Солнца выглядит как бурлящее море, состоящее из отдельных ячеек горячего газа — гранул.
Как уже отмечалось, солнечная атмосфера включает несколько областей (в направлении к поверхности): фотосферу, хромосферу и корону. Первая наслаивается на конвективную область и имеет толщину 300 км. Температура газа на границе с конвективной областью — приблизительно 10 000°С, а температура верхней области фотосферы гораздо ниже — 5000°С.
Фотосфера — это светящаяся оболочка Солнца. Когда мы смотрим на наше светило, то видим именно фотосферу. Излучение Солнца, которое известно как солнечный свет, представляет собой смесь электромагнитных волн от инфракрасных (ИК) до ультрафиолетовых (УФ) лучей. Оно включает в себя видимый свет, который находится между ИК- и УФ-излучением в электромагнитном спектре.
Слой атмосферы Солнца, который находится над фотосферой, называется хромосферой. Он имеет красновато-фиолетовый цвет. Хромосферу можно наблюдать во время солнечных затмений — огненные языки, которые видны вокруг лунного диска, закрывающего Солнце.
Хромосфера состоит из разряженных газов. Плотность вещества в ее верхней части очень мала — приблизительно 10—12 г/см3. Толщина хромосферы — 10 000—15 000 км, а температура огненных языков в десятки раз больше температуры в фотосфере. Она повышается от 5500 до 10 000°С. В верхней части хромосферы температура солнечного вещества достигает порядка 20 000°С.
Самая внешняя часть атмосферы Солнца — солнечная корона. Она обладает огромной протяженностью: простирается на миллионы километров, что соответствует нескольким солнечным радиусам. Корона состоит из разряженных ионизованных газов, температура которых выше, чем в других частях солнечной атмосферы, и составляет миллион градусов. Частицы вещества в солнечной короне движутся с огромными скоростями.
Очень высокая температура солнечной короны возникает в результате того, что в нее из глубинных оболочек звезды выбрасывается огромное количество пылающего солнечного вещества (газов и плазмы), которое нагревает солнечную корону.
Корону можно наблюдать во время солнечного затмения. Ее яркость невелика по сравнению с фото- и хромосферой. Самая яркая часть называется внутренней короной. Она находится от поверхности Солнца на высоте более одного солнечного радиуса.
Корона имеет лучистую структуру, то есть обладает слабым свечением. Сила этого свечения приблизительно такая же, как у свечения Луны в полнолуние. Вещество солнечной короны, выбрасываемое в межзвездное пространство, называют солнечным ветром.
Солнечный ветер представляет собой почти постоянный поток элементарных частиц (электронов, протонов, нейтрино) и ядер различных атомов. Этот поток проходит сквозь дыры в солнечной короне и выбрасывается под воздействием сильного магнитного поля в космическое пространство. По мере удаления от Солнца скорость солнечного ветра возрастает. Около Земли она может достигать 400—500 м/с. Солнечный ветер уходит далеко за пределы Солнечной системы. При его усилении принято говорить о магнитных бурях — сильном выбросе частиц Солнцем.
Источник
Солнце — объяснение для детей
Понятное описание Солнца для детей: интересные факты о звезде Солнечной системы, насколько больше Земли с фото, как появилось Солнце, из чего состоит, пятна.
Даже для самых маленьких не секрет, что появлению жизни на нашей планете мы обязаны единственной звезде системы – Солнцу. Родители или учителя в школе могут начать рассказ о Солнце и объяснение для детей с того, что, как и остальные звезды, наша выступает центром и превосходит все планеты по размеру. Если сравнивать с Землей, то оно в 109 раз больше диаметра и занимает 99.8% всей массы системы. Интересно, что в пределах солнечного объема можно разместить примерно миллион таких же планет как наша.
Температура видимой части нагревается до 5500°C. И для Солнца это не предел, так как его ядро может накаляться до 15 миллионов °C. Родители должны объяснить детям, что перед ними настоящий ядерный реактор. Чтобы воспроизвести такое количество энергии, потребовалось бы каждую секунду взрывать 100 миллиардов тонн динамита.
Изображение Солнца в видимом диапазоне
Но Солнце можно назвать уникальным только потому, что в пределах его системы зародилась жизнь. Дети должны понять, что в Млечном пути насчитывают больше 100 миллиардов звездных объектов. Несмотря на то, что это центр системы, оно также проходит свой орбитальный путь вокруг галактического ядра (удалено на 25000 световых лет). На один оборот уходит целых 250 миллионов лет.
Солнце входит в состав звездного поколения Население I. Такие объекты богаты на элементы, которые тяжелее гелия, и по возрасту моложе остальных. А вот Население II и, возможно, III – это старшее поколение, представители которых пока остаются неизвестными.
Появление и эволюция Солнца — для детей
Начать объяснение для детей можно с того, что наша звезда родилась 4.6 миллиарда лет назад. Согласно главной теории, вся система образовалась из огромнейшего газового и пыльного облака, которое не прекращало вращаться, – солнечная туманность. Внутренняя сила тяжести активировала процессы разрушения, ускоряя образование и вытягивая его в форме приплюснутого диска. Из-за этого больший объем частиц направился к центру и сформировал Солнце. Ниже астрономия для детей предлагает рисунок процесса развития звезды.
У звезды довольно большой объем топлива, который позволит ей нормально функционировать еще 5 миллиардов лет. Когда оно исчерпает себя, то Солнце запустит процесс разрушения. Звезда разрастется и превратится в красного гиганта. В последствии верхние слоя уничтожатся, а ядро взорвется, перейдя в категорию белых карликов. Спустя большой период времени оно потускнеет, остынет и станет белым карликом.
Внутренняя структура и атмосфера Солнца — для детей
Следует объяснить для самых маленьких, что у любого объекта можно выделить определенные зоны. Внутренняя часть представлена ядром, радиационным и конвективным уровнями. Картинка Солнца для детей предоставляет схему состава и строения звезды.
1/4 дистанции от центра к верхней части достается ядру. При, казалось бы, небольшом объеме (всего 2% от солнечного), оно в 15 раз превышает свинцовую плотность и занимает практически половину всей звездной массы. От ядра и до поверхности (70%) расположена радиационная зона (32% объема и 48% массы). Здесь распадается свет из ядра, так что дети должны знать, что фотону могут понадобиться миллионы лет, чтобы выбраться из этого участка.
Далее к поверхности подбирается конвекционный слой (66% объема и 2% массы). Здесь можно разглядеть множество «конвекционных ячеек» с вращающимся внутри газом. Можно выделить два главных типа: грануляционные (ширина 1000 км) и супергрануляционные (30000 км в диаметре).
Ребенку будет интересно узнать, что в атмосферу входят фотосфера, хромосфера, переходный участок и корона. Кроме всего прочего, есть также и солнечные ветра, выдувающие газ из короны.
На наиболее низком слое расположилась фотосфера. Свет, излучаемый ею, мы воспринимаем как привычные солнечные лучи. При толщине в 500 км значительная порция света приходит из самой низкой части слоя. Здесь температура может варьироваться от 6125°C внизу до 4125 °C вверху.
После нее идет хромосфера. Она намного раскаленнее (19725°C) и полностью состоит из заостренных формирований, достигающих 1000 км в длину и 10000 км в высоту. Далее на несколько тысяч километров расположилась переходная полоса. Корона нагревает ее и также сбрасывает большую часть ультрафиолетовых лучей.
Выше размещена супергорячая корона, состоящая из петель и потоков ионизированного газа. Ее температура достигает от полмиллиона до 6 миллионов градусов (иногда и превышает эту отметку, доходя до нескольких десятков, если случается вспышка). На короне есть вещество, которое распространяется в форме солнечных ветров.
Химический состав Солнца — для детей
Как и прочие звезды, Солнце наполнено водородом и гелием. Но также начитывают еще 7 менее объемных компонентов. На один миллион атомов водорода выпадает: гелий (98000), кислород (850), углерод (360), неон (120), азот (110), магний (40), железо (35) и кремний (35). Несмотря на все эти цифры, дети должны знать, что водород легче всех, поэтому занимает лишь 72% солнечной массы, а вот гелию отведено 26%.
Магнитное поле
Родители могут объяснить детям, что магнитное поле Солнца в 2 раза превышает земное. Но интересно то, что оно действует неравномерно и в некоторых местах может быть активнее в 3000 раз. Подобные «шероховатости» постоянно развиваются, потому что вращение звезды намного быстрее в экваториальной части, чем в более высоких широтах. Поэтому выходит так, что скорость внутри выше чем снаружи. Именно из-за этого мы можем наблюдать солнечные пятна, вспышки и корональные выбросы массы. Самыми сильными будут вспышки, но выброс корональной массы, хоть и не так агрессивен, но задействует большое количество материала (за один раз может освободиться до 20 миллиардов тонн материи). Нижний рисунок для детей показывает влияние солнечного ветра и магнитного поля на Землю, а также их связь.
Пятна и циклы Солнца — для детей
Дети могли заметить, что в некоторых участках Солнце кажется темнее, будто с дырами. Эти особенности называют пятнами. Они достигают формы круга и прохладнее общей поверхности. Появляются в тех регионах, где прорываются плотные сгустки магнитных силовых линий.
Общее число пятен нестабильно и зависит от магнитной активности. Обычно максимум достигает 250, но затем они исчезают до минимума. Подобный цикл занимает около 11 лет. В самом конце этого процесса магнитное поле стремительно изменяет полярность.
История исследований Солнца — для детей
Ребятам будет интересно узнать как можно больше информации про Солнце, потому что это единственная звезда Солнечной системы, от которой зависит жизнь на нашей планете. Поэтому изучение Солнца проводят до сих пор. Необходимо объяснить детям, что еще древние люди понимали, какую важную роль играют в нашем существовании Солнце и Луна. Из-за этого нашли множество наскальных рисунков, а также памятников, которые отображали движение небесных тел. Тогда многие свято верили, что именно Солнце вращается вокруг нас. В 150 г. до н. э. появилась даже геоцентрическая модель, созданная Птолемеем – ученым из Древней Греции. Но Николай Коперник рассмотрел эту теорию и в 1543 году предложил гелиоцентрическую модель (Солнце служило центральной точкой). И в 1610 году его мысли подтвердились, так как Галилео Галилей обнаружил спутники Юпитера, демонстрируя, что мы не являемся центром, так как не все вокруг оборачиваются вокруг нас.
Конечно, человечеству всегда хотелось узнать больше о работе главной звезды. Поэтому они начали использовать ракеты и телескопы с Земли. НАСА отправило 8 орбитальных обсерваторий, которые представляли собою Орбитальную солнечную обсерваторию (1962-1971 гг). Успеха добились 7 из них. Именно им удалось проанализировать звезду в ультрафиолетовых и рентгеновских длинах волн. Кроме того, были рассмотрены снимки супергорячей короны.
НАСА и Европейское космическое агентство решили объединиться и отправили аппарат Улисс в 1990 году, который должен был исследовать полярные районы. Интересно, что аппарату НАСА Genesis удалось добыть образцы солнечного ветра. Первые фото Солнца в 3D были получены в 2007 году от STEREO НАСА (изучение активности Солнца).
На этой серии снимков, сделанных космическим аппаратом SOHO, показана траектория движения кометы, обогнувшей Солнце
Если выбирать по важности, то сейчас первенство отведено Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO). Ее специально создали, чтобы изучать солнечный ветер. Кроме того, в список интересующих вопросов входят внешние и внутренние слоя звезды. Обсерватории удалось найти корональные волны, измерить ускорение ветра, отобразить карту пятен на подповерхностном уровне, отыскать солнечные торнадо, более 1000 комет, а также улучшить умение прогнозировать погодные условия на Земле.
Следует также вспомнить, что Обсерватория солнечной динамики (SDO) НАСА получила сведения о неизвестном материале, вытекающем недалеко от солнечных пятен, а также разглядеть удивительные и масштабные поверхностные события. Кроме того, с ее помощью ученые смогли впервые измерить в высоком разрешении вспышки в широком диапазоне экстремальных длин волн ультрафиолетового излучения.
Помните, что рассказ о Солнце должен увлечь ребенка, поэтому воспользуйтесь фото и рисунками сайта, а также интересными фактами о звезде. Здесь вы сможете изучить всю Солнечную систему в увлекательной форме совершенно бесплатно.
Источник