Солнце — ближайшая к нам звезда
Одним из главных объектов современных астрономических исследований является Солнце — ближайшая к нам звезда, от которой непосредственно зависит существование жизни на Земле. Она не только центр тяготения Солнечной системы, управляющий движением планет, но и главный энергетический центр.
Великий русский ученый К. А. Тимирязев любил повторять, что человек вправе величать себя сыном Солнца. И это действительно так: Солнце дает Земле свет и тепло. Без солнечных лучей на нашей планете не могла бы возникнуть и развиться жизнь, не мог бы появиться человек. Мы и сегодня почти на каждом шагу пользуемся солнечной энергией — когда едим и когда сжигаем минеральные виды топлива: и в топливе, и в пище сконцентрирована преобразованная энергия нашего дневного светила.
Солнце огромно, в нем сосредоточено около 99% массы всей Солнечной системы. Поперечник Солнца в 110 раз больше поперечника Земли, а масса нашей планеты составляет одну трехсот тридцати трех тысячную массы дневного светила.
Внутри такого шара, как Солнце, могло бы поместиться почти полтора миллиона земных шаров.
По своему физическому состоянию Солнце — типичная звезда. Это раскаленный плазменный шар с поверхностной температурой около 6 тысяч градусов Цельсия, а в недрах Солнца по теоретическим подсчетам температура превосходит 10 миллионов градусов.
Наблюдения показывают, что 70% массы Солнца составляет водород — самый распространенный во Вселенной химический элемент, 28% — гелий и лишь 2% приходится на долю других химических элементов.
Ослепительный диск, который мы наблюдаем на небе, это видимая поверхность Солнца — фотосфера. Над фотосферой расположена хромосфера, названная так за свой красноватый оттенок. В хромосфере происходят бурные движения газа, рождаются гигантские газовые выступы — протуберанцы, поднимающиеся над солнечной поверхностью на сотни тысяч километров. Верхний слой Солнца — так называемая корона — состоит из атомов различных химических элементов, движущихся с огромными скоростями. Во внешней короне присутствуют главным образом атомы водорода, лишившиеся части своих электронов, и ионизованные атомы. В состав короны входит также большое число свободных электронов, а на значительном удалении от Солнца встречаются и мелкие пылинки.
Согласно современным научным представлениям, источником внутризвездной, в том числе и внутрисолнечной, энергии являются термоядерные реакции. При огромных температурах и давлениях ядра атомов водорода — протоны — объединяются в ядра атомов гелия, и при этом выделяется огромное количество энергии.
Солнце вращается, но поскольку оно не является твердым телом, то различные его широтные зоны имеют разные периоды суточного вращения. На экваторе этот период равен 25 земным суткам, в полярных районах — 34 суткам.
Ра — бог солнца в Древнем Египте.
В телескоп хорошо видно, что фотосфера состоит из множества зерен — гранул, которые, то появляются, то исчезают. Этот процесс, получивший название грануляции, связан с вертикальными движениями потоков горячих и охлажденных газов.
В промежутках между гранулами иногда появляются небольшие темные пятнышки — поры. Из таких пор могут возникать солнечные пятна, достигающие иногда очень больших размеров — до 100 тыс. км в поперечнике. Солнечные пятна — это вихревые воронки в фотосфере, обладающие мощными магнитными полями. Их температура намного ниже температуры окружающей фотосферы, именно поэтому они и выглядят темными образованиями. Нередко пятна образуют группы, в ряде случаев окаймленные общей полутенью.
Спустя некоторое время после образования пятен начинается их распад — размеры пятен уменьшаются, и в конце концов они исчезают совсем. Продолжительность существования как отдельных пятен, так и групп колеблется от нескольких суток до нескольких месяцев.
У краев солнечного диска наблюдаются еще и так называемые факелы. Это облака нагретых газов, которые, подобно пятнам, довольно быстро изменяют свою форму и размеры. Внешне они выглядят как светлые области.
Любопытно, что свою зависимость от Солнца люди поняли с незапамятных времен. Они не знали природы дневного светила, не имели ни малейшего представления о закономерностях происходящих на нем явлений, но догадывались, что без Солнца не может быть и жизни. Не удивительно, что наши предки обожествляли Солнце, поклонялись ему, приносили жертвы, — Солнце было одним из самых первых и самых могущественных божеств человечества.
Группа пирамид в Гватемале (IV век н. э.), служивших для установления дней солнцестояния и равноденствия.
Солнечная активность
Перед современной наукой стоит очень важная задача — выяснить закономерности воздействия так называемой солнечной активности на земные процессы. Солнечная активность — совокупность разнообразных физических явлений, протекающих в поверхностных слоях нашего дневного светила. Активность эта не всегда одинакова. Если из года в год на протяжении многих миллионов лет Солнце посылает на Землю приблизительно одно и то же количество света и тепла, то интенсивность его поверхностных явлений подвержена периодическим колебаниям. Многолетние наблюдения позволили установить, что основной цикл солнечной активности длится около 11 лет. Через каждые 11 лет интенсивность физических процессов, протекающих в поверхностных слоях Солнца, достигает своего максимума, а в промежутках между двумя следующими друг за другом максимумами наступает минимум солнечной активности. Но кроме одиннадцатилетнего, видимо, существуют и другие, более длительные циклы, которые накладываются друг на друга и создают сложную картину колебаний солнечной активности.
За последние десятилетия накоплено большое количество данных, свидетельствующих о том, что такие колебания оказывают определенное влияние на ряд геофизических процессов, а также на явления, происходящие в биосфере нашей планеты — то есть в животном и растительном мире Земли, в том числе и в организме человека.
Так, например, многие исследователи приходят к выводу о зависимости между уровнем солнечной активности и различными аномалиями в процессах погоды и климата. В частности, было отмечено, что в периоды максимума солнечной активности происходит усиленный обмен воздушными массами между тропическими и полярными районами нашей планеты. Теплый воздух проникает далеко на север, холодный — на юг. Погода становится неустойчивой, а атмосферные явления приобретают иногда бурный характер.
Длительное сопоставление специальных карт солнечной активности, которые регулярно составляются горной астрономической станцией под Кисловодском, с метеорологическими данными показало, что вскоре после прохождения активных областей через центр солнечного диска в земной атмосфере нередко возникают сильные возмущения, ведущие к образованию циклонов и антициклонов и резким изменениям погоды.
Изображение бога солнца Гелиоса на колеснице (из средневековой рукописи. XII век).
Есть также основания предполагать, что активные явления на Солнце в какой-то мере влияют и на такие геофизические процессы, как извержения вулканов, землетрясения, колебания уровней морей и океанов, и даже на скорость суточного вращения нашей планеты.
Однако физический механизм, связывающий колебания солнечной активности и процессы, протекающие в атмосфере Земли и ее недрах, пока остается неясным. В этом направлении ведутся упорные исследования.
Выяснение механизма, о котором идет речь, представляет огромный научный и практический интерес. Оно не только позволило бы глубже понять взаимосвязь различных мировых процессов, но и имело бы важное значение в борьбе за жизнь и здоровье людей. Вот почему проблема «Солнце — Земля», вне всякого сомнения, относится к числу наиболее актуальных проблем современного естествознания.
Источник
Презентация по астрономии на тему «Солнце — ближайшая звезда»
Основные характеристики Солнца, размеры, строение, свойства.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| prezentatsiya.pptx | 1.05 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
«Две вещи наполняют душу всегда новым и все более сильным удивлением и благоговением, чем чаще и продолжительнее мы размышляем о них, – это звездное небо надо мной и моральный закон во мне». Иммануил Кант
СОЛНЦЕ-БЛИЖАЙШАЯ ЗВЕЗДА Выполнил ученик 9 класса МБОУ «СОШ п. Свободный» Гурин Артем.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ Исследовать основные характеристики Солнца, а также познакомиться с его строением. 2. Ознакомиться с основными понятиями, связанными с процессами, протекающими на Солнце. 3. Установить Солнечно-Земные связи 4. Ответить на вопрос : «Как долго проживет Солнце?»
Солнце – центральное и самое массивное тело Солнечной системы. Это звезда, около которой есть планеты, содержащие много тяжелых элементов. Это звезда, которая образовалась после взрывов. Пять миллиардов лет – возраст нашего Солнца. Среднее расстояние от Земли до Солнца, т.е. большая полуось орбиты Земли, составляет 149,6 млн. км = 1 а.е. (астрономическая единица). Размеры солнца очень велики. Его масса в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз превышает массу всех других планет, вместе взятых. Солнце — мощный источник энергии. Это излучение оказывает сильное воздействие на все тела Солнечной системы: нагревает их, влияет на атмосферы планет, дает свет и тепло, необходимые для жизни на Земле . Впервые вращение Солнца наблюдал Галилей по движению пятен по поверхности.
Строение солнца Солнце – раскаленный газовый шар. Состоит из водорода с примесью 10% (по числу атомов) гелия. Число атомов всех остальных элементов, примерно в 1000 раз меньше. Однако масса этих более тяжелых элементов составляет 1-2% массы Солнца. Средняя плотность солнечного вещества равна . Это значение соизмеримо с плотностью воды и в тысячу раз больше плотности воздуха у поверхности Земли. Под действием сил гравитационного притяжения, направленных к центру Солнца, в его недрах создается огромное давление. В центре Солнца плотность газа составляет около 1,5 кг/ (в 13 раз больше, чем у свинца!), давление – около 2* Па, а температура – около 15 000 000 К. В зависимости от значения температуры и характера определяемых ею процессов все Солнце условно можно разделить на 4 области: Внутренняя , центральная область (ядро ) 2. «Лучистая » зона» 3. Конвективная зона 4. Атмосфера , начинающаяся сразу за конвективной зоной и простирающаяся далеко за пределы видимого диска Солнца.
Солнечный спектр На 1 обращенной к Солнцу поверхности площадки в окрестностях Земли ежесекундно поступает 1400 Дж энергии, переносимой солнечным электромагнитным излучением. Эта величина называется солнечной постоянной . Спектр Солнца непрерывный, в нем наблюдается множество темных фраунгоферовых линий . Фраунгофер был первым, кто описал темные линии на фоне непрерывного спектра в 1814 году. Эти линии в спектре Солнца образуются в результате поглощения квантов света в более холодных слоях солнечной атмосферы.
Фотосфера Наблюдаемое излучение Солнца возникает в его тонком внешнем слое, который называется фотосферой . Толщина этого слоя 700 км. Вся фотосфера Солнца состоит из светлых зернышек, пузырьков. Эти зернышки называются гранулами . Размеры гранул 1000–2000 км, расстояние между ними – 300–600 км.
Хромосфера Хромосфера Солнца видна только в моменты полных солнечных затмений. Луна полностью закрывает фотосферу, и хромосфера вспыхивает, как небольшое кольцо ярко-красного цвета, окружённое жемчужно-белой короной. Хромосфера получила своё название именно из-за этого явления (греч. «окрашенная сфера»). Размеры хромосферы 10–15 тысяч километров, а плотность вещества в сотни тысяч раз меньше, чем в фотосфере. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов.
Под поверхностью Солнце – раскалённый газовый шар, температура в центре которого очень высока, настолько, что там могут происходить ядерные реакции. В центре Солнца температура достигает 15 миллионов градусов, а давление в 200 миллиардов раз выше, чем у поверхности Земли. Газ сжат здесь до плотности около 1,5∙105 кг/м 3 (тяжелее железа). .
Солнечная корона Самая внешняя, самая разреженная и самая горячая часть солнечной атмосферы – корона . Она прослеживается от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов. Корона имеет температуру около миллиона градусов и состоит из высокоионизированного газа. Возможно, причиной такой высокой температуры являются поверхностные выбросы солнечного вещества в виде петель и арок.
Протуберанцами называются огромные образования в короне Солнца. Температура протуберанцев около 20 000 К. Некоторые из них существуют в короне несколько месяцев, другие, появляющиеся рядом с пятнами, быстро движутся со скоростями около 100 км/с и существуют несколько недель. Вспышки и протуберанцы
Солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном гелиево — водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300—1200 км/с в окружающее космическое пространство. Является одним из основных компонентов межпланетной среды. Множество природных явлений связано с солнечным ветром, в том числе такие явления космической погоды, как магнитные бури и полярные сияния. Солнечный ветер
Как долго проживет солнце?
Для астрофизиков Солнце – это всего лишь заурядная звезда малого размера. Однако вокруг неё обращается 9 планет, на одной из которых развилась жизнь.
В этом смысле Солнце не имеет себе равных.
Солнце- основной источник света и тепла на нашей планете. Без Солнца жизнь на Земле невозможна . В ывод
Энциклопедия для детей. Астрономия. – М.: Аванта +, 2005 год. Г.А . Гуреев . Земля и небо. – М.:Сашко , 1993 год. Л . Алексеева. Небесные сполохи и земные заботы. – М.: Мир, 2009 год. Н.П . Русин, Л.Л. Флит. Солнце на земле. – М.: Тригон , 2003 год. Ф.Л . Уилл . Семья Солнца – Сп — Б.:Художественная литература, 1995 год. Е.П . Левитан. Учебник астрономии для 11-х классов. – М.: Просвещение, 1994 год. Список используемой литературы
Источник
Презентация на тему: Солнце — ближайшая к нам звезда
СОЛНЦЕ –ближайшая к нам звезда Работа ученицы 9А классаБурчак МариныРуководитель –учитель физикиБурчак С.А.
«…там огненны валы стремятсяИ не находят берегов;Там вихри пламенны крутятся,Борющись множество веков;Там камни, как вода кипят, Горящи там дожди шумят.»М.В. Ломоносов
В Древнем Египте Солнце почиталось главным божеством.Персы, вавилоняне, китайцы, японцы почитали Солнце как источник жизни, первооснову всего сущего.Многочисленные праздники Древней Руси – Ивана Купалы, Ярилы, Марьи Моревны – посвящены Солнцу.
Общие сведения Возраст 4,7 млрд. летПродолжительность жизни 10 млрд.летМасса 330000 масс ЗемлиРадиус 109 радиусов ЗемлиРасстояние до Земли 149600000 кмРасстояние до центра Галактики 28000 св.летСкорость в Галактике 220 км/с
Внутреннее строение Солнца Солнечное ядро – зона термоядерных реакций. Плотность вещества 158 т/м3; температура 15,5 млн.градусов; давление 350 млрд. атмосфер.Лучистая зона – зона переноса энергии излучением. В результате поглощения квантов и их переизлучения энергия выносится наружу.Конвективная зона – зона переноса энергии циркулирующими потоками газа.
Солнечная атмосфера Фотосфера – нижний слой солнечной атмосферы, толщиной 300-400 км. Плотность вещества порядка 10-4кг/м3; средняя температура 60000.Хромосфера – внутренняя часть солнечной атмосферы, толщиной 2500 км. В ней происходит интенсивное излучение атомарного водорода, температура повышается до 100 тыс.градусов.Солнечная корона – верхний слой солнечной атмосферы, протяжённостью несколько миллионов километров. Температура 1-2 млн.градусов.
Химический состав Определён по спектру Солнца.Основные элементы: водород (около 75%) и гелий (около 25%).На остальные элементы (их около 70) приходится менее 1%.
Источники энергии В недрах Солнца происходят термоядерные реакции. Цикл начинается со слияния двух ядер водорода. Серьёзным препятствием является отталкивание сближающихся протонов. Преодолеть его можно только в экстремальных условиях. Поэтому термоядерный синтез может протекать только в ядре Солнца, где и температура, и давление огромны. Каждую секунду на Солнце 500 млн.т водорода превращается в гелий.
Солнечная активность – совокупность явлений, периодически возникающих в атмосфере Солнца по действием магнитных полей. Солнечная активность имеет 11-летнюю цикличность. В годы солнечной активности на Солнце много активных образований, в годы минимума – центров активности мало.
Проявления солнечной активности
Активные образования на Солнце Солнечные пятна – активные образования в фотосфере Солнца. Представляют собой трубки силовых линий магнитного поля. Магнитное поле подавляет конвективное движение газа. Поэтому температура в области пятна на 10000 ниже. Пятна есть на Солнце постоянно, но в годы солнечной активности их размеры и количество значительно увеличиваются. По движению солнечных пятен Галилей установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. На фотографии показаны солнечные пятна по сравнению с Землёй.
Активные образования на СолнцеВспышки – один из самых быстрых и мощных процессов, происходящих в хромосфере Солнца.Начинаются с того, что за несколько минут яркость в некоторой области сильно возрастает. Обычно появляются над пятнами, особенно над теми, которые быстро изменяются.Причина: изменение магнитных полей, приводящее к внезапному сжатию вещества хромосферы. Происходит нечто подобное взрыву, и образуется направленный поток очень быстрых заряженных частиц и космических лучей.Длительность: от нескольких минут до нескольких часов.Сопровождаются мощным ультрафиолетовым, рентгеновским и радиоизлучением.
Активные образования на Солнце Вспышки – один из самых быстрых и мощных процессов, происходящих в хромосфере Солнца.Начинаются с того, что за несколько минут яркость в некоторой области сильно возрастает. Обычно появляются над пятнами, особенно над теми, которые быстро изменяются.Причина: изменение магнитных полей, приводящее к внезапному сжатию вещества хромосферы. Происходит нечто подобное взрыву, и образуется направленный поток очень быстрых заряженных частиц и космических лучей.Длительность: от нескольких минут до нескольких часов.Сопровождаются мощным ультрафиолетовым, рентгеновским и радиоизлучением.
Геофизические проявления солнечной активности. Ионосферные проявления – ухудшение или временное прекращение радиосвязи.Магнитные бури – кратковременные изменения магнитного поля Земли.Полярные сияния – свечение атмосферы в полярных областях Земли.Влияние на тропосферу, т.е. на погоду, природные катаклизмы, на самочувствие людей.
Земное эхо солнечных бурь Так назвал советский геофизик А.Л.Чижевский влияние солнечной активности на нашу земную жизнь.Чижевский собрал сведения о чумных и холерных эпидемиях с 430 г. до н.э. по 1899г. И сопоставил их с данными летописей о солнечной активности. Оказалось, что пики солнечной активности примерно совпали с наиболее сильными вспышками заболеваемости. Наложение холерных эпидемий и пандемий на всём земном шаре (отрезки жирной кривой) на солнечную активность (тонкая кривая) Изучая связь между эпидемиями холеры в России в период с 1823 по 1923 год Чижевский обнаружил достаточно выраженную связь последних. Число заболевших холерой (жирная линия) в пределах солнечного цикла (тонкая линия). После обширных статистических исследований был сделан вывод, воздействии изменяющейся активности Солнца на жизнедеятельность болезнетворных микробов.
Солнечные затмения Луна в определённые моменты времени оказывается между Землёй и Солнцем и закрывает Солнце. На Землю падает тень Луны. Во время полного затмения Луна закрывает весь диск Солнца. Наблюдается на небольшой территории. Полоса частного затмения Солнце По обе стороны полосы полной фазы наблюдается частное затмение.
Периодичность солнечных затмений. Сарос – промежуток времени, через который солнечные и лунные повторяются в определённом порядке. Сарос составляет примерно 18 лет 11 дней. За это время происходит 42 солнечных и 28 лунных затмений.Полные солнечные затмения в данном месте земли видны не чаще одного раза в 200-300 лет.Продолжительность полного затмения – 2-3 минуты. Наблюдение солнечной короны во время солнечного затмения.
Рождение и смерть Солнца По высказываниям Пьера-Симона Лапласа, Солнце образовалось 4,7 млрд.лет назад в результате сжатия гигантского вращающегося газопылевого облака под действием собственной гравитации . Сжатие продолжалось 30 млн.лет. За это время ядро вращающегося облака нагрелось до температуры, при которой возможно слияние ядер водорода.Результаты современного компьютерного моделирования говорят о том, что Солнце стабильно проживёт ещё 5 млрд.лет. Когда закончится запас ядерного горючего, сердцевина Солнца сожмётся, а внешние слои подвергнутся расширению. Солнце превратится в красный гигант с радиусом превосходящим орбиту Марса. Время жизни звезды-гиганта продлится не более нескольких сот миллионов лет. Затем, сбросив внешнюю оболочку, Солнце превратится в белый карлик. По размеру он будет сравним с Землёй, но плотность вещества будет превосходить 1 т/м3.
Итоги: В своей работе я попыталась рассмотреть лишь некоторые вопросы, касающиеся Солнца – ближайшей к нам звезды. Звезды, благодаря которой существует жизнь на нашей планете. Звезды, влияние которой ощущает всё живое на Земле. Изучение природы Солнца необходимо человечеству.
Источник