Определите среднюю плотность солнечного вещества если известно что диаметр солнца равен 1 млн 392
Размеры, масса, средняя плотность, температура. Верчение Солнца.
Солнце — обычная звезда, наблюдающаяся с Земли в виде круга, размеры которого немного меняются с течением года из-за изменения расстояния от Земли до Солнца.
Когда Земля находится в перигелии (начало января), видимый диаметр Солнца составляет 32’35”, а в афелии (начало июля) — 31’31”.
На среднем расстоянии от Земли видимый диаметр Солнца составляет 960”, что соответствует линейному радиусу = 696 000 км.
Rsol = 149,6 . 10 6 км . 960”/206265” = 696 000 км.
Vsol = 4/3 p Rsol 3 = 1,41 . 10 18 км 3 = 1,41 . 10 27 м 3 .
— Эффективная температура, определяемая полным потоком излучения = 5770 К.
— По положению максимума излучения в спектре 6750 К.
— Цветовые температуры для разных длин волн:
— 4700 — 5400 А температура 6500 К.
— 4300 — 4700 А температура 8000 К.
— в зелёных лучах — 6400 К.
— в радиодиапазоне метровых волн достигает миллиона К.
Температура солнечного вещества меняется с глубиной. Различное излучение доносит до нас температуру разных глубин. Радио-, ультрафиолетовое и видимое излучения относятся соответственно к всё более и более глубоким слоям Солнца.
Вблизи самой поверхности Солнца расположен слой, обладающий минимальной температурой — 4500 К, который можно наблюдать в ультрафиолетовых лучах. Выше и ниже этого слоя температура растёт.
Большая часть солнечного вещества должна быть сильно ионизована. При температуре 5 — 6 000 К ионизуются атомы многих металлов, а при температуре 10 — 15 000 К ионизуется водород. Солнечное вещество представляет собой плазму, т.е. газ, большинство атомов которого ионизовано. Лишь в тонком слое вблизи видимого края ионизация слабая и преобладает нейтральный водород.
Наблюдения отдельных деталей на солнечном диске, а также измерения смещений спектральных линий в различных его точках говорят о движении солнечного вещества вокруг одного из солнечных диаметров, называемого осью вращения Солнца.
Плоскость, проходящая через центр Солнца и перпендикулярная к оси вращения, называется плоскостью солнечного экватора. Она образует с плоскостью эклиптики угол в 7 0 15’ и пересекает поверхность Солнца по экватору. Угол между плоскостью экватора и радиусом, проведённым из центра Солнца в данную точку на его поверхности называется гелиографической широтой.
Угловая скорость вращения Солнца убывает по мере удаления от экватора и приближения к полюсам.
В среднем w = 14 0 ,4 — 2 0 ,7 sin 2 B, где В — гелиографическая широта. Угловая скорость измеряется углом поворота за сутки.
Сидерический период экваториальной области равен 25 суток, вблизи полюсов он достигает 30 суток. Вследствие вращения Земли вокруг Солнца его вращение кажется более замедленным и равно 27 и 32 суток соответственно (синодический период).
17.2 Солнечный спектр, распределение в нём энергии. Химический состав.Солнечная постоянная.
В видимой области излучение Солнца имеет непрерывный спектр, на фоне которого заметно несколько десятков тысяч тёмных линий поглощения, называемых фраунгоферовыми. Наибольшей интенсивности непрерывный спектр достигает в синезелёной части, у длин волн 4300 — 5000 А. В обе стороны от максимума интенсивность спектра убывает.
Внеатмосферные наблюдения показали, что Солнце излучает в невидимые коротковолновую и длинноволновую области спектра. В более коротковолновой области спектр резко меняется. Интенсивность непрерывного спектра быстро падает, а тёмные фраунгоферовы линии сменяются эмиссионными.
Самая сильная линия солнечного спектра находится в ультрафиолетовой области. Это резонансная линия водорода La с длиной волны 1216 А.
В видимой области наиболее интенсивны резонансные линии Н и К ионизованного кальция. После них по интенсивности идут первые линии бальмеровской серии водорода Ha, Hb, Hg, затем резонансные линии натрия, линии магния, железа, титана, других элементов. Остальные многочисленные линии отождествляются со спектрами около 70 известных химических элементов из таблицы Д.И. Менделеева. Присутствие этих линий в спектре Солнца свидетельствует о наличии в солнечной атмосфере соответствующих элементов. Установлено присутствие на Солнце водорода, гелия, азота, углерода, кислорода, магния, натрия, железа, кальция, др. элементов.
Преобладающим элементом на Солнце является водород. На его долю приходится 70% массы Солнца. Следующим является гелий — 29% массы. На остальные элементы вместе взятые приходится чуть больше 1%.
Поток излучения от Солнца принято характеризовать солнечной постоянной Q, под которой понимают полное количество солнечной энергии, проходящей за 1 минуту через перпендикулярную к лучам площадку в 1 см 2 , расположенную на среднем расстоянии Земли от Солнца.
По современным измерениям её значение известно с точностью до 1%:
Умножая эту величину на площадь сферы с радиусом в 1 а.е. получим полное количество энергии, излучаемое Солнцем по всем направлениям в единицу времени, т.е. его интегральную светимость. Она равна 3,8 . 10 26 Дж/с.
Единица поверхности Солнца (1 м 2 ) излучает 6,28 . 10 7 Вт.
Интегральная светимость Солнца отличается исключительным постоянством. Слабые колебания солнечной постоянной находятся в пределах 1%.
У поверхности Земли поток солнечного излучения уменьшается из-за поглощения и рассеяния в земной атмосфере и составляет в среднем 800 — 900 Вт/ м 2 .
Источник
Решебник по астрономии 11 класс на урок №19 (рабочая тетрадь) — Солнце как звезда
вкл. 28 Ноябрь 2016 .
Решебник по астрономии 11 класс на урок №19 (рабочая тетрадь) — Солнце как звезда
1. Руководствуясь схемой строения Солнца, укажите названия внутренних областей и слоёв атмосферы Солнца.
2. Заполните таблицу с основными характеристиками Солнца.
Параметры
Величины
Среднее расстояние от Земли
1 а. е.
Линейный диаметр
109 D
Видимый угловой диаметр
32′
Масса
330000 M
Солнечная постоянная
1.37 кВт/м 2
Светимость
3,85 ⋅ 10 26 Вт
Температура видимого внешнего слоя
5800 К
Химический состав внешних слоёв
-73% — H, — 25% — He, -2% — др.
Период вращения
25 сут — у экватора, 30 сут — у полюса
Температура в центре Солнца
-15 000 000 К
Абсолютная звёздная величина
-48
Возраст
-4,57 млрд лет
Средняя плотность
1,41 ⋅ 10^3 кг/м 3
3. Определите линейный радиус Солнца (в радиусах Земли и километрах). Угловой радиус фотосферы и расстояние от Земли до Солнца Считайте известными.
4. Определите массу Солнца, если Земля обращается вокруг Солнца на расстоянии 1 а. е. с периодом один год. Орбиту Земли считайте круговой.
5. Звезда Ригель из созвездия Орион излучает света примерно в 60 тыс. раз больше нашего Солнца. Объясните почему же тогда Солнце выглядит ярче, чем Ригель?
Решение: Солнце — ближайшая к нам звезда, и она в 23 млн раз ближе, чем Ригель.
6. Определите светимость Солнца, если солнечная постоянная равна 1370 Вт/м, а расстояние от Земли до Солнца — 1 а. е.
7. Определите температуру фотосферы, если светимость Солнца равна 3,85 ⋅ 10 26 и радиус Солнца — 696 тыс. км.
Источник
Сириус является звездой созвездия
Название
Сириус является звездой созвездия
страница
3/7
Дата публикации
16.12.2013
Размер
1.57 Mb.
Тип
Документы
zadocs.ru > Астрономия > Документы
Раздел^ VlСолнце — дневная звезда
Вариант1
Укажите примерный возраст Солнца.
а) 5 млрд лет; г) 100 млрд лет;
б) 15 млрд лет; д) 1000 млн лет.
в) 25 млрд лет;
Основным источником энергии Солнца являются:
а) химические реакции;
б) энергетические процессы, происходящие при гравитационном сжатии Солнца;
в) реакции радиоактивного распада ядер урана;
г) энергетические процессы, происходящие при падении вещества из космоса на Солнце;
д) термоядерные реакции.
Перенос энергии из недр Солнца к фотосфере осуществляется посредством:
а) теплопроводности и излучения;
б) теплопроводности и конвекции;
в) только излучения;
г) излучения и конвекции;
д)только теплопроводности.
Как изменяется период вращения Солнца вокруг собственной оси?
а) От 25 сут на экваторе до 30 сут у полюсов;
б) от 30 сут на экваторе до 25 сут у полюсов;
в) от 130 сут на экваторе до 140 сут у полюсов;
г) от 250 сут на экваторе до 300 сут у полюсов;
д) от 300 сут на экваторе до 250 сут у полюсов.
Координаты Солнца на 16 октября а = 13 ч 24 м , δ = -8°50′. Какая яркая звезда находится в этот день недалеко от Солнца?
а) Регул;
д) Сириус.
Почти все наши знания о Солнце основаны на изучении его спектра. К какому типу относится солнечный спектр?
а) Полосатый спектр;
б) линейчатый спектр поглощения;
в) линейчатый спектр излучения;
г) сплошной спектр излучения;
д) непрерывный спектр.
Азимут точки захода Солнца равен 90°. Чему равен азимут точки, в которой Солнце в этот день взошло? Для каких дней года справедливо условие задачи?
а) 300°, для летнего солнцестояния;
б) 180°, для зимнего солнцестояния;
в) 240°, для любых дней;
г) 90°, для дней равноденствий;
д) 270°, для дней равноденствий.
Определите радиус Солнца, если известно, что угловой диаметр Солнца равен 32′. При расчете учтите, что1а. е. = 149,6 млн км.
а) 9,66 · 10 3 км; г) 6,96 · 10 5 км;
б) 6,69 · 10 6 км; д) 1,39 · IO 6 км .
в) 6,96· IO 4 км;
Определите среднюю плотность солнечного вещества, если известно, что диаметр Солнца равен1млн 392 тыс. км, а масса Солнца — 1,99 · 10 30 кг.
а) 1,41 · 10 3 кг/м 3 г) 5,51 · 10 3 кг/м 3
б) 1,41 ∙ 10 4 кг/м 3 д) 3,41 · 10 3 кг/м 3 .
в) 1,41 ∙ IO 5 кг/м 3
На снимке диаметр диска Солнца равен 10 см. Определите среднюю скорость движения вещества протуберанца, если его высота над краем диска снимка Солнца в1ч 41 мин составляла 10 мм, а в 2 ч 57 мин — 16 мм.
а) 15 км/с; г) 55 км/с;
б) 18 км/с; д) 180 км/с.
Вариант2
Какой химический элемент на Солнце является преобладающим?
а) Кислород; г) углерод;
б) гелий; д) кремний.
в) водород;
Какой слой Солнца является основным источником видимого света?
а) Фотосфера; г) конвективная зона;
б) корона; д) гелиевое ядро.
в) хромосфера;
Понижение температуры в области солнечных пятен можно объяснить:
а) вихревыми движениями в области солнечных пятен;
б) меньшей плотностью вещества в области солнечных пятен;
в) подавлением излучения сильным магнитным полем в области солнечных пятен;
г) подавлением конвекции сильным магнитным полем в области солнечных пятен;
д) проекцией плотных холодных областей хромосферы и короны на фотосферу.
Какой скорости достигает солнечный ветер вблизи Земли?
а) 10 км/с; г) 4500 км/с;
б) 100 км/с; д) 100 000 км/с.
в) 450 км/с;
Координаты Солнца на 22 августа а = 10 ч 04 м , δ = + 11°50′. В каком созвездии находилось Солнце в этот день?
а) Рыбы; г) Волопас;
в) Близнецы;
В атмосфере Земли на высоте 30—35 км образуется озоновый слой под воздействием:
а) мягких ультрафиолетовых лучей;
б) рентгеновских лучей;
г) инфракрасных лучей;
д) видимых лучей.
Определите расстояние до Солнца, если его горизонтальный параллакс равен 8,794″.
а) 151 000 000 км;
б) 149 600 000 км;
в) 149 000 000 км;
г) 148 500 000 км;
д) 147 000 000 км.
Определите скорость выброса протуберанца, чтобы его вещество снова не упало на Солнце. При расчете считайте, что масса Солнца равна 2,0 · IO 30 кг, а его радиус — 6,96 · IO 5 км.
а) 11км/с; г) 620 км/с;
б) 62 км/с; д) 1 120 км/с.
в) 112 км/с;
Определите линейный размер солнечного пятна, если его угловой диаметр равен 17,6″. При расчете учтите, что1а. е. = 149,6 млн км.
а) 6400 км; г) 17 400 км;
б) 10 000 км; д) 25 600 км.
в) 12 800 км;
Рассчитайте количество энергии, высвобождаемой из 1 кг водорода в результате термоядерной протон-протонной реакции.
а) 6,3 · 10 15 Дж; г) 7,2· 10 14 Дж;
б) 6,3 · 10 14 Дж; д) 1,8 IO 15 Дж.
в) 6,3 · IO l 3 Дж;
Вариант 3
К какому типу небесных тел относится Солнце?
а) Планета; г) туманность;
б) звезда; д) астероид.
в) комета;
Диаметр Солнца больше диаметра Земли:
а) в 4 раза;
г) в 330 000 раз;
д) в 109 раз.
При термоядерной протон-протонной реакции возникает:
а) гамма-излучение;
в) рентгеновское излучение;
г) ультрафиолетовое излучение;
д) инфракрасное излучение.
Какое явление не связано с взаимодействием корональных выбросов массы и магнитосферы Земли?
а) Полярное сияние;
б) магнитная буря;
в) перегрузки в линиях электропередачи и их отключение;
г) наведение сильных токов в трубах газо- и нефтепроводов;
д) появление гало вокруг Луны.
Передача энергии в конвективной зоне Солнца происходит:
а) посредством излучения гамма-квантов;
б) посредством поглощения гамма-квантов;
в) посредством нейтронов, образующихся в процессе протон- протонной реакции;
г) при перемешивании наружных слоев Солнца;
д) в конвективной зоне передача энергии не происходит.
Наблюдения показали, что в определенный момент индекс солнечной активности, измеряемый в числах Вольфа, W = 123, а число всех пятен на Солнце f = 33. Определите количество групп g на диске Солнца, приняв множитель k в формуле W = k (10 g + f) равным единице.
а) g = 3; г) g= 10;
B ) g = 9;
На каком расстоянии от фотосферы должен обращаться космический аппарат по гелиостационарной орбите? Период вращения Солнца примите равным 25,4 сут, радиус Солнца — 696 тыс. км.
а) 5 млн км; г) 100 млн км;
б) 25 млн км; д) 120 млн км.
в) 40 млн км;
Определите среднюю продолжительность цикла солнечной активности, если известно, что с марта 1755 г. по октябрь 1996 г. прошло ровно 22 цикла солнечной активности, считающихся от минимума индекса солнечной активности чисел Вольфа.
а) 10,0 лет; г) 12,0 лет;
б) 1 1,0 лет; д) 12,3 лет.
в) 1 1,9 лет;
Зная солнечную постоянную для Земли, вычислите величину солнечной постоянной для Венеры, если расстояние от Солнца до Венеры 0,723 а. е.
а) 1,37 10 3 Вт/м 2 ;
б) 3,85 · 10 26 Вт/м 2 ;
в) 1,00 · 10 3 Вт/м 2 ;
г) 1,37 · IO Вт/м 2 ;
д) 2,62· 10 3 Вт/м 2 .
10. Для наблюдателя с Земли солнечное пятно, расположенное вблизи экватора, сместилось за 3 дня на 40°. Определите сидерический (звездный) период вращения Солнца.
Вариант 4
Максимум солнечного излучения приходится на диапазон:
а) инфракрасных лучей;
в) ультрафиолетовых лучей;
г) видимого света;
д) рентгеновских лучей.
Средняя продолжительность цикла солнечной активности составляет примерно:
а) 5 лет; г) 25 лет;
б) 11 лет; д) 45 лет.
в) 18 лет;
Какой из указанных процессов не связан с влиянием солнечной активности на Землю?
а) Снижение содержания озона в стратосфере;
б) возникновение сильных магнитных бурь;
в) появление полярных сияний;
г) разогрев и ускорение плазмы внутри магнитосферы;
д) появление радуги.
Мощные хромосферные вспышки на Солнце обычно возникают:
а) вблизи центра видимого солнечного диска;
б) в быстро развивающихся группах солнечных пятен;
в) вблизи полярных областей Солнца;
г) вблизи хромосферных спикул;
д) на факельных площадках после исчезновения пятен.
Основоположником гелиобиологии — науки о влиянии солнечной активности на биологические объекты является:
а) А. А. Белопольский;
б) Я. Б. Зельдович;
г) А. Л. Чижевский;
д) А. Эддингтон.
Для протекания термоядерных реакций в недрах звезд типа Солнца необходима температура примерно:
а) IO 3 К;
д) 10 13 К;
За какое время частицы коронального выброса массы от Солнца достигнут Земли, если их скорость равна 800 км/с?
а) 8 мин 20 с;
д) 3 сут 12 ч.
Определите массу, которую Солнце ежесекундно теряет на излучение.
а) 4,3 млн кг; г) 40 млн т;
б) 40 млн кг; д) 4,3 млрд т.
в) 4,3 млн т;
Определите эффективную температуру Солнца, если известна его светимость ( L 0 = 3,85 · IO 26 Вт).
а) 3700 К;
д) 6500 К.
Сравните плотность протуберанца и окружающей его короны, если температура вещества протуберанца равна примерно 6,7 · IO 3 К, а температура короны — около 2 · 10 6 К.
а) Плотность протуберанца больше плотности короны в 500 раз;
б) плотность протуберанца меньше плотности короны в 500 раз;
в) плотность протуберанца больше плотности короны в 100 раз;
г) плотность протуберанца больше плотности короны в 300 раз;
д) плотность протуберанца меньше плотности короны в 300 раз.
Вариант 5
Впервые изучил и зарисовал 576 спектральных линий в солнечном спектре:
а) Э. Хаббл; г) И. Фраунгофер;
б) А. А. Белопольский; д) О. Ю. Шмидт.
в) Г. А. Гамов;
При обтекании солнечным ветром магнитного поля Земли образуется:
а) ионосфера; г) криосфера;
б) магнитосфера; д) тропосфера.
в) фотосфера;
Светимость Солнца, т. е. полное количество энергии, излучаемое Солнцем по всем направлениям в единицу времени, равна:
а) 3,85 ·1О 26 Вт; г) 1 ,409 · 1 0 3 Вт;
б) 3,85 · IO 62 Вт; д) 5,83 · IO 16 Вт.
в) 1,37 кВт;
Высокая температура плазмы солнечной короны (порядка одного миллиона градусов) объясняется:
а) столкновением межпланетного вещества с короной;
б) передачей энергии теплопроводностью из хромосферы;
в) передачей энергии за счет колебательных (конвективных) движений вещества из фотосферы;
г) распадом радиоактивных веществ в короне;
д) передачей энергии излучением из фотосферы.
Дополните предложение: «В солнечной хромосфере наблюдаются. »:
а) гранулы и факелы;
б) пятна и факелы;
в) протуберанцы и корональные выбросы массы;
г) спикулы и вспышки;
д) поры и гранулы.
Толщина слоя фотосферы Солнца составляет:
а) 70 км; г) 1000 км;
б) 300 км; д) 10 000 км.
в) 700 км;
Солнце проходит вблизи звезды Регул:
а) 8 марта; г) 22 августа;
б) 21 марта; д) 23 сентября.
в) 22 июля;
Определите примерную массу выброшенного вещества из короны Солнца, если она сравнима с массой астероида размером 2 км и плотностью 2400 кг/м 3 .
а) I млн т; г) 10 млрд т;
б) 10 млн т; д) 100 млрд т.
в) I млрд т;
Какой наименьший линейный диаметр должно иметь солнечное пятно, чтобы его можно было различить невооруженным глазом (при наблюдениях через закопченное стекло или специальный светофильтр!), если разрешающая способность глаза равна 1′, а расстояние до Солнца составляет1а. е.?
а) 84 000 км;
д) 44 000 км.
Во сколько раз ваш вес на уровне фотосферы Солнца будет отличаться от вашего веса на Земле?
а) В 3 раза больше;
б) в 109 раз больше;
в) в 56 раз меньше;
г) в 14 раз меньше;
д) в 28 раз больше.
1 . С помощью каких методов определили химический состав Солнца?
а) На основе изучения снимков фотосферы Солнца;
б) при регистрации и изучении радиоизлучения короны Солнца;
в) на основе изучения солнечного ветра;
г) на основе изучения магнитосферы Земли;
д) с помощью анализа интенсивности спектральных линий Солнца.
Энергия из нижележащих слоев Солнца передается в вышележащие посредством перемешивания вещества. В какой части Солнца происходит этот процесс?
а) В конвективной зоне;
б) в зоне термоядерных реакций;
в) в зоне лучистого равновесия;
г) в гелиевом ядре;
д) в короне.
Как изменяется температура Солнца от центра до фотосферы включительно?
а) Убывает от 1,5 · IO 5 до 1,1 · IO 4 К;
б) убывает от 1,5 · IO 7 до 6,0 · IO 3 К;
в) убывает от 1,5 · IO 7 до 1,5 · IO 3 К;
г) возрастает от 2,5 · IO 3 до 2,0 · IO 5 К;
д) возрастает от 1,5 · IO 2 до 4,5 · IO 6 К.
Какие объекты на фотосфере Солнца являются самыми заметными?
а) Поры;
г) темные пятна и их группы;
д) спикулы.
Определите светимость Солнца, если солнечная постоянная равна 1,37 кВт. При расчете учтите, что1а. е. = 149,6 млн км.
а) 3,85 · 10 2,i Вт; г) 3,27 · IO 2 * Вт;
б ) 4,00 · IO 2i5 Вт ; д ) 3,87 · IO 27 Вт .
в) 2,78 · IO 2li Вт;
Солнце вращается вокруг своей оси:
а) по направлению часовой стрелки, если смотреть с северного полюса эклиптики;
б) в направлении движения планет вокруг Солнца;
в) в направлении, противоположном направлению движения планет вокруг Солнца;
г) по направлению, совпадающему с движением кометы Галлея вокруг Солнца;
д) вокруг своей оси по отношению к планетам Солнце не вращается.
Сколько примерно дисков Земли уместится на крупнейшем солнечном пятне диаметром 200 тыс. км?
а) 55;
д) 6400.
На географической широте φ = 75° с. ш. в зените вспыхнуло полярное сияние на высоте 400 км. До какой широты в направлении юга можно наблюдать это сияние?
а) 30°;
д) 70°
Определите массу Солнца в килограммах и массах Земли (совместно с Луной), если известно, что Земля обращается вокруг Солнца за 365 сут на расстоянии 149,6 млн км, а Луна обращается вокруг Земли за 27,3 сут на расстоянии 384 тыс. км. Массу Земли примите равной 6 · 10 24 кг.
а) 2 · 10 30 кг, 330 000 масс Земли;
б) 2 ∙ IO 27 кг, 33 000 масс Земли;
в) 2 · IO 31 кг, 3300 масс Земли;
г) 2 · 10 29 кг, 33 000 масс Земли;
д) 2 · IO 30 кг, 33 000 масс Земли.
Звезда имеет одинаковую с Солнцем температуру, но ее диаметр в 2 раза меньше. На каком расстоянии от этой звезды должна находиться планета, чтобы получать от нее столько же энергии, сколько Земля получает от Солнца?
а) На расстоянии, равном расстоянию Земли от Солнца;
б) расстояние от планеты до звезды должно быть в 4 раза больше расстояния от Земли до Солнца;
в) расстояние от планеты до звезды должно быть в 4 раза меньше расстояния от Земли до Солнца;
г) расстояние от планеты до звезды должно быть в 2 раза больше расстояния от Земли до Солнца;