Описание слайда:

СОЛНЦЕ, СОСТАВ И СОЛНЦЕ, СОСТАВ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ

Описание слайда:

Энергия и температура Солнца

Описание слайда:

Солнце – центральное тело Солнечной системы – является типичным представителем звезд, наиболее распространенных во Вселенной тел. Масса Солнца составляет 2•10 30 кг.

Описание слайда:

Как и многие другие звезды, Солнце представляет собою огромный шар, который состоит из водородно-гелиевой плазмы и находится в равновесии в поле собственного тяготения.

Описание слайда:

Солнце излучает в космическое пространство колоссальный по мощности поток излучения, который в значительной мере определяет физические условия на Земле и других планетах, а также в межпланетном пространстве. Земля получает всего лишь одну двухмиллиардную долю солнечного излучения. Однако и этого достаточно, чтобы приводить в движение огромные массы воздуха в земной атмосфере, управлять погодой и климатом на земном шаре.

Описание слайда:

Большинство источников энергии, которые использует человечество, связаны с Солнцем. Тепло и свет Солнца обеспечили развитие жизни на Земле, формирование месторождений угля , нефти и газа .

Описание слайда:

Количество приходящей от Солнца на Землю энергии принято характеризовать солнечной постоянной . Солнечная постоянная – поток солнечного излучения, который приходит на поверхность площадью 1 м 2 , расположенную за пределами атмосферы перпендикулярно солнечным лучам на среднем расстоянии Земли от Солнца (1 а.е.). Солнечная постоянная равна 1,37 кВт/м 2 . Умножив солнечную постоянную на площадь поверхности шара, радиус которого 1 а.е., определим полную мощность излучения Солнца, его светимость , которая составляет L = 4•10 26 Вт.

Описание слайда:

Описание слайда:

Состав и строение Солнца

Описание слайда:

Для изучения Солнца используются телескопы особой конструкции – башенные солнечные телескопы . Башенный солнечный телескоп Крымской астрофизической обсерватории БСТ-1 (1957 г.)Система зеркал непрерывно поворачивается вслед за Солнцем и направляет его лучи вниз на главное зеркало, а затем они попадают в спектрографы или другие приборы, с помощью которых проводятся исследования Солнца.

Описание слайда:

Благодаря большому фокусному расстоянию солнечных телескопов (до 90 м) можно получить изображение Солнца диаметром до 80 см и детально изучать происходящие на нем явления. Они лучше видны на спектрогелиограммах – снимках Солнца, которые сделаны в лучах, соответствующих спектральным линиям водорода, кальция и некоторых других элементов. Солнце в ультрафиолетовых лучахСолнце в красных лучах излучения водорода Солнце в рентгеновских лучах

Описание слайда:

Важнейшую информацию о физических процессах на Солнце дает спектральный анализ . В спектре Солнца Йозеф Фраунгофер в 1814 г. обнаружил и описал линии поглощения , по которым, как стало ясно почти полвека спустя, можно узнать состав его атмосферы. Солнечный спектр В настоящее время в солнечном спектре зарегистрировано более 30000 линий, принадлежащих 72 химическим элементам. Спектральными методами гелий (от греческого «гелиос» – солнечный) был сначала открыт на Солнце и лишь затем обнаружен на Земле. Йозеф Фраунгофер

Описание слайда:

Химический состав Солнца: • водород составляет около 70% солнечной массы, • гелий – более 28%, • остальные элементы – менее 2%. Количество атомов этих элементов в 1000 раз меньше, чем атомов водорода и гелия. Диаграмма химического состава Солнца Вещество Солнца сильно ионизовано : атомы, потерявшие электроны своих внешних оболочек и ставшие ионами, вместе со свободными электронами образуют плазму . Средняя плотность солнечного вещества примерно 1400 кг/м 3 . Она соизмерима с плотностью воды и в 1000 раз больше плотности воздуха у поверхности Земли.

Описание слайда:

Используя закон всемирного тяготения и газовые законы, можно рассчитать условия внутри Солнца, построить модель «спокойного» Солнца. Оно находится в равновесии, поскольку в каждом его слое действие сил тяготения, которые стремятся сжать Солнце, уравновешивается действием сил внутреннего давления газа. Действием гравитационных сил в недрах Солнца создается огромное давление.

Описание слайда:

Сделаем приближенный расчет величины давления для слоя, лежащего на расстоянии R/2 от центра Солнца. При этом будем считать, что плотность вещества внутри Солнца всюду равна средней. Сила тяжести на этой глубине определяется массой вещества, заключенной в радиальном столбике, высота которого R/2, площадь S, а также ускорением свободного падения на поверхности сферы радиусом R/2.

Описание слайда:

Сделаем приближенный расчет величины давления для слоя, лежащего на расстоянии R/2 от центра Солнца. При этом будем считать, что плотность вещества внутри Солнца всюду равна средней. Сила тяжести на этой глубине определяется массой вещества, заключенной в радиальном столбике, высота которого R/2, площадь S, а также ускорением свободного падения на поверхности сферы радиусом R/2. Подставив необходимые данные в формулу р = mg/S , получим, что давление равно примерно 6,6•10 13 Па, т. е. в 1 млрд раз превосходит нормальное атмосферное давление .

Описание слайда:

Описание слайда:

Более точные расчеты, проведенные с учетом изменения плотности с глубиной, дают результаты, лишь незначительно отличающиеся от полученных выше: р = 6,1•10 13 Па, Т = 3,4•10 6 К. Согласно современным данным, в центре Солнца температура достигает 15 млн К , давление 2• 10 18 Па , а плотность вещества значительно превышает плотность твердых тел в земных условиях: 1,5 • 10 5 кг/м 3 , т. е. в 13 раз больше плотности свинца .

Описание слайда:

При высокой температуре в центральной части Солнца протоны, которые преобладают в составе солнечной плазмы, имеют столь большие скорости, что могут преодолеть электростатические силы отталкивания и взаимодействовать между собой. В результате такого взаимодействия происходит термоядерная реакция : четыре протона образуют альфа-частицу (ядро гелия).

Описание слайда:

Энергия гамма-квантов обеспечивает излучение Солнца.Все три типа нейтрино (электронное, мюонное и таонное) столь слабо взаимодействуют с веществом, что свободно проходят сквозь Солнце и Землю. Кинетическая энергия, которую приобретают образующиеся в ходе реакции частицы, поддерживает высокую температуру плазмы, и тем самым создаются условия для продолжения термоядерного синтеза.

Описание слайда:

Из недр Солнца наружу энергия передается двумя способами: излучением , т. е. самими квантами, и конвекцией , т. е. веществом.

Описание слайда:

Выделение энергии и ее перенос определяют внутреннее строение Солнца: ядро – центральная зона, где при высоком давлении и температуре происходят термоядерные реакции; «лучистая» зона , где энергия передается наружу от слоя к слою в результате последовательного поглощения и излучения квантов; наружная конвективная зона , где энергия от слоя к слою переносится самим веществом в результате перемешивания (конвекции). Каждая из этих зон занимает примерно 1/3 солнечного радиуса.

Описание слайда:

Сразу за конвективной зоной начинается атмосфера , которая простирается далеко за пределы видимого диска Солнца. Ее нижний слой – фотосфера – воспринимается как поверхность Солнца. Верхние слои атмосферы непосредственно не видны и могут наблюдаться либо во время полных солнечных затмений, либо из космического пространства, либо при помощи специальных приборов с поверхности Земли.

Описание слайда:

Вопросы (с.142-143) 1. Из каких химических элементов состоит Солнце и каково их соотношение? 2. Каков источник энергии излучения Солнца? Какие изменения с его веществом происходят при этом? 3. Какой слой Солнца является основным источником видимого излучения? 4. Каково внутреннее строение Солнца? Назовите основные слои его атмосферы. 5. В каких пределах изменяется температура на Солнце от его центра до фотосферы? 6. Какими способами осуществляется перенос энергии из недр Солнца наружу?

Описание слайда:

Домашнее задание 1) § 21 (п.1-2). 2) Упражнение 17, №1-3 (с.143). № 1. Можно ли заметить невооруженным глазом (через темный фильтр) на Солнце пятно размером с Землю, если глаз различает объекты, видимые размеры которых 2-3'? № 2. Какова вторая космическая скорость на уровне фотосферы Солнца? № 3. Какая мощность излучения приходится в среднем на 1 кг солнечного вещества?