Время излучения от солнца до земли

Сколько свет идет от Солнца до Земли?

Верные расчёты стали достоянием общественности в 1975 году, когда установили точную скорость света в вакууме. 299 792 458 м/с – немало важная величина, чтобы определить, сколько свет идёт от Солнца до Земли.

Блуждающий путь

Тепло и энергия на нашей планете образуется в результате термоядерной реакции внутри солнечного ядра. Здесь при температуре в 15 млн градусов по Цельсию водород преобразуется в атомы гелия, что приводит к ядерному излучению. Оно достигает поверхности Солнца в форме фотонов или рентгеновских лучей. Блуждая зигзагообразно в радиационной зоне огненного шара, им необходимо 200 000 лет, чтобы освободиться от пут горячей звезды. Наконец попав в космос, фотоны попадают на Землю в среднем за 8 минут 17 секунд в виде солнечных лучей. Для них это всего лишь миг, для нас целая вечность.

Впечатляющий интервал

Ещё в Древней Греции задумались, какая дистанция отделяет земную поверхность от Солнца. Впервые при помощи геометрических вычислений в конце 17 века была получена цифра 139 млн километров, с погрешностью в 11 миллионов. Сейчас расстояние равняется 150 млн км. Но оно непостоянно. Вокруг солнечного шара наша планета движется по вытянутой орбите. 152 млн км, самый большой промежуток, зафиксированный в июле (афелий) и самый маленький 147 млн км (перигей) в январе.

От звезды до земного шара

Очевидно что, вычислить, сколько свет идёт от Солнца до Земли можно, если их расстояние разделить на скорость света: 150 000 000 : 299 792 458 = 497 секунд или 8 минут 17 секунд (в перигелии 8,3 с, а афелии 8,25 с).

Раскалённый шар

Учёные выяснили, что через несколько миллиардов лет огненная сфера разогреется настолько, что наша планета прекратит существование. Каждые 1 000 000 тысяч лет Солнце становится ярче на 10%. Обладая колоссальной энергией, оно раздуется и своей массой сначала притянет земную твердь, потом полностью её уничтожит.

Источник

За сколько свет доходит от Солнца до Земли

Многие думают, что центральная звезда нашей галактики просто светит, и ее лучи распространяются мгновенно, но это не так. Как рассчитать, сколько времени идет свет от Солнца до Земли, почему в разное время года это значение будет отличаться — факты, которые будут интересны не только детям, но и взрослым.

Каким образом светит Солнце

Солнечный свет, согревающий своими лучами все живое на Земле — это результат сложных химических реакций. Солнце — это большой раскаленный шар. Он имеет несколько слоев из водорода и гелия толщиной сотни тысяч километров. Температура на поверхности звезды равна 6000 Кельвинов или 5726,85°С. У ядра, где рождается солнечный свет, этот показатель намного выше — 15 млн °К.

При такой температуре и давлении непрерывно происходит реакция термоядерного синтеза внутри ядра: 4 атома водорода сливаются в ядро гелия. Это повторяется бесконечное количество раз. В одну секунду в результате такого синтеза 600 млн т водорода становятся гелием. И каждые 70 тыс. лет солнце преобразовывает водород в количестве, равном массе Земли.

В результате термоядерного синтеза высвобождается большое количество энергии в виде фотонов — безмассовых частиц, которые существуют, только двигаясь со скоростью света. За время своей жизни фотон миллионы раз испускается и поглощается молекулами газа.

Интересный факт: чтобы от ядра Солнца добраться до поверхности, фотону потребуется 200 тысяч лет.

Сколько идет свет от Солнца до Земли

Чтобы рассчитать время, за которое луч света доходит до Земли, нужно знать расстояние между нашей планетой и светилом, а также скорость света. Первые попытки вычислить путь, которые ежедневно преодолевает бесконечное количество фотонов, были сделаны в конце XVII в. Учеными того времени была получена цифра — 139 млн км, но она была неточной.

Позже были произведены более точные расчеты, по которым расстояние от Солнца до Земли равно 150 млн км. Хоть эта величина принята за константу и называется астрономической единицей, но наша планета движется по вытянутой эллиптической орбите, поэтому расстояние между двумя небесными телами изменяется. В январе оно сокращается до 147 млн км (перигелий), а в июле километраж максимальный — 152 млн км (афелий).

Время, необходимое на преодоление солнечными лучами расстояния до Земли на разных отрезках орбиты нашей планеты, приведено в нижеследующей таблице:

Таким образом, в любое время года солнечный свет достигает Земли за 8 минут и 3-25 секунд. Если бы вдруг Солнце погасло, то земляне узнали бы это, спустя указанное время.

Интересно: солнечное излучение способно проникать вглубь океана на 85 метров, а проходя через различные вещества, оно может замедляться или преломляться, фокусируясь в одной точке.

За какое время свет достигает Земли от других объектов

Для определения расстояния между различными объектами в космосе в астрономии используется такая величина, как световой год. Этот показатель равен пути, который проходит свет в космическом пространстве за стандартный земной год. В количественном измерении световой год составляет 9 460 730 472 580 800 м или больше 63 тыс. астрономических единиц.

Время, за которое фотоны солнечного света будут лететь до следующих объектов во вселенной, будет равно:

• для самой дальней от Солнца планеты Плутона фотоны — 5 часов;
• для самой дальней точки нашей системы, облака астероидов и обломков Оорта — целых 1,5 года;
• для ближайшей к Земле яркой звезды Проксима Центавра — 4 года.

Расстояние между Луной и Землей свет преодолеет за 1,2 секунды, с такой же скоростью распространяются и радиоволны. Это создает трудности в управлении космическими аппаратами (например, «Луноходом»), поскольку сигнал приходит и уходит с задержкой.

Свет распространяется не мгновенно. Это является причиной того, что многие космические явления можно наблюдать с большой задержкой. Так, яркая Полярная звезда расположена от Земли на удалении в 400 световых лет. Ее лучи, которые можно наблюдать сейчас, были посланы еще во времена Колумба.

Источник

За какое всё-таки время свет достигает Земли от центра Солнца (с анимацией)

Примечание: анимация в конце статьи. Там всё понятно.

В Космосе видимый свет движется с постоянной скоростью 300 000 км/с. Значит на преодоление расстояния от поверхности Солнца до Земли фотонам потребуется всего лишь 8 минут 20 секунд. Казалось бы, немного. Только этим фотонам нужно еще добраться до поверхности звезды, так как рождаются они в самих недрах светила.

В ядре Солнца происходит непрерывная термоядерная реакция в результате синтеза атомов водорода с образованием атомов гелия и выделением энергии в виде фотонов.

Само ядро представляет собой термоядерный реактор, радиус которого равен 170 тысячам километров. А это четверть радиуса Солнца. Образовавшиеся в ядре фотоны изначально обладают высокой энергией в диапазоне гамма-излучения.

Покидая реактор, фотоны попадают сначала в зону лучистого переноса, а затем в конвективную зону Солнца. Но, чтобы достигнуть поверхности звезды, фотонам приходится сталкиваться с препятствиями.

В Солнце громадное количество нуклонов (протонов и нейтронов). Фотон, подобно пуле, ударяясь о нуклоны, мгновенно рикошетит, меняя свое направление. Тем самым фотоны, рождаясь, непроизвольно становятся участниками игры в «Пинбол».

При этом, при соударении фотоны отдают часть свой энергии частицам, из-за чего волна фотона постепенно удлиняется. Так фотоны со временем переходят в рентгеновское излучение, затем в ультрафиолет, а после, в видимое излучение или свет.

Сколько раз фотоны будут налетать на частицы, прежде чем наконец-то выберутся из солнечной ловушки?

Здесь возникает проблема Случайного блуждания . Ответ можно найти в самой формуле Случайного блуждания, где расстояние равно произведению длины шага на квадратный корень суммарного количества шагов.

Пример, представим, что слепой Петя решит самостоятельно добраться от дома до магазина, который полностью окружает дом на расстоянии 1 км. Длина шага равна 1 метру. Петя будет двигаться со скоростью 1 м/с. Из формулы Случайного блуждания получится, что Петя доберётся до магазина только через 11 дней, сделав миллион шагов.

Теперь возвращаемся в лабиринт светила. Нам известна масса Солнца. Значит мы можем определить примерное количество нуклонов. Химический состав светила: 75% водорода и 25% гелия. То есть приблизительным подсчётом, в Солнце содержится 1.2 * 10 в 57 степени нуклонов.

Если теоретически нуклоны равномерно распределить внутри звезды, то расстояние между ними или шаг составит 1 ангстрем (0.1 нанометра). Радиус Солнца равен 695 000 км. Из формулы Случайного блуждания получится, что фотон столкнётся с частицами 48 302 дециллиона раз.

Сколько времени понадобится фотону, чтобы выбраться из солнечного лабиринта?

Благодаря современному компьютерному моделированию точное время постепенно уточняется. В настоящее время компьютером подсчитано, что фотону потребуется 170 000 лет, чтобы проделать путь от недр Солнца до его поверхности. И только после этого, сквозь космическое пространство, он долетает до человеческой сетчатки глаза, через 8 минут 20 секунд.

Получается, что солнечный свет, который мы видим сегодня, прошёл весь путь ещё с того времени, когда появился только первый современный человек.

Источник

За какое время луч Солнца достигает Земли?

Известно, что самой высокой скоростью во Вселенной обладает свет — 300000 км/сек. Луч света преодолевает расстояние от Солнца до Земли (на минутку это 149 млн км) за 8 минут, что говорить — настоящий спринтер. Вообще если говорить о Солнце, то его мощности хватает чтобы обеспечить энергией огромное пространство диаметром 15000-20000 млн км. Сила! Мощь!

Каждую секунду Солнце генерирует 200 триллионов триллионов ватт энергии (если что это 26 нулей после двойки) при этом теряя 4 миллиона тонн своей массы.

Чтобы покинуть светило, энергия трансформируется в разные формы, а само путешествие от ядра до поверхности может занять десятки тысяч лет ! Собственно начинается все с того что в солнечном ядре под действием реакции ядерного синтеза водород преобразуется в гелий, выделяя при этом колоссальное количество энергии. В плотном и раскаленном ядре температура превышает 15 млн градусов Цельсия.

В результате образуются образуются фотоны — пакеты электромагнитной радиации, по сути это те же фотоны которые дают нам свет, но только многократно мощнее. Из-за высокого уровня энергии длина волны имеет меньшую длину в диапазоне чем видимый свет. Поэтому они покидают ядро в виде самой мощной во Вселенной энергетической формы радиации — гамма-лучи. Гамма-лучи сразу же поглощаются солнечной материей, но через мгновение снова излучаются. В течение долгого времени фотоны проторяют себе дорогу из ядра во внешние слои и попадают в слой названный «радиоактивной зоной» (зона лучистого переноса). Этот слой уже не такой плотный как ядро, поэтому реакция ядерного синтеза здесь уже не происходит.

Постепенно лучи превращаются в рентгеновские лучи и ультрафиолетовую радиацию. В верхних слоях плотность и температура падает и радиация становится не самым лучшим способом передачи энергии. Здесь энергию поглощают огромные массы водорода, чтобы . правильно, снова ее излучать. Нагретые массы поднимаются к поверхности в участки с меньшей плотностью, а холодные проваливаются образуя непрерывную циркуляцию и вынося энергию наружу.

На последнем этапе эстафету принимает фотосфера — видимая поверхность Солнца. В верхней части конвективный зоны газ остывает настолько, что становится прозрачным для фотонов. За счет того что у фотонов стало меньше энергии, они начинают взрываться в виде ультрафиолетового света и инфракрасной радиации.

Ну а дальше, 8 минутное путешествие до Земли)

Источник

Перавда ли что свет от Солнца до Земли идет 100 000 лет

День добрый, земляне. Последнее время во многих источниках тиражируется мнение, что свет от Солнца до Земли доходит не за 8 минут, как мы привыкли считать, а за десятки тысяч и даже миллионы лет. Так ли это? Лишь от части. Давайте разбираться подробнее.

Сейчас нас интересует солнечное ядро, ведь именно в нем происходит почти все самое интересное. А именно термоядерный синтез, превращающий водород в гелий. Процесс этот сопровождается выбросом гамма-излучения.

Теперь же квантам предстоит проделать нелегкий и, порой, очень долгий путь от ядра до поверхности звезды.

Вокруг ядра находится, так называемая, зона лучистого переноса. Ее особенность в том, что из-за очень высокой плотности материи, передача энергии от нижних слоев к верхним здесь очень затруднена. Процесс выглядит следующим образом:

Квант сталкивается с атомом вещества, поглощается им, а затем переизлучается в произвольном направлении. И время за которое энергия сумеет покинуть зону лучистого переноса зависит лишь от везения — на это могут уйти считанные секунды, а могут и миллионы лет.

Зона лучистого переноса чрезвычайно важна. Дело в том, что, как я уже сказал выше, солнечное ядро испускает только гамма-излучение. А в процессе поглощения-переизлучения фотонов они теряют энергию — энергия излученного фотона всегда меньше, нежели у исходного.

Вместе с этим меняется и длина волны излучения. Таким образом, на выходе из зоны лучистого переноса мы имеем не только гамма, а настоящую «солянку» излучения, включающую все длины волн, в том числе и видимый человеком свет.

Согласно подсчетам ученых, чтобы энергия пробралась через зону лучистого переноса в среднем ей необходимо 170 тысяч лет. Хотя, как уже говорилось ранее, этот срок может варьироваться от секунд до миллионов лет.

ЭТО ИНТЕРЕСНО : радиус Солнца равен 2 световым секундам.Именно столько времени приблизительно потребуется квантам, чтобы добраться от ядра до поверхности без столкновений.

К слову говоря, видимый свет — очень маленький участок спектра излучения. В случае с Солнцем, испускаемая им энергия в виде света ничтожно мала, по сравнению с другими типами излучения.

Поставьте ваш лайк, пожалуйста. И не забудьте подписаться на канал — так вы не пропустите еще больше интересного и познавательного в будущем. Спасибо!

Источник