Сочинение на тему Понимание Солнца
- Опубликовано: 03.09.2020
- Предмет: Окружающая обстановка
- Темы: Проблемы окружающей среды, Проблемы с мусором
Введение
Безусловно, Солнце – самое массивное тело в нашей солнечной системе. Масса всех планет вместе составляет всего около 0,2% от массы Солнца. Солнце также является единственным объектом, внутренняя температура которого достаточно высока, чтобы вызвать ядерные реакции. Если бы Юпитер был в 100 раз массивнее, или на 1/10 массы Солнца, наша была бы двойная звездная система. Хотя планеты-гиганты газа, такие как Юпитер, излучают больше энергии, чем получают от Солнца, только Солнце обязано своим внутренним давлением ядерному синтезу.
Ядерный синтез генерирует всю энергию, излучаемую нашей звездой. Эта энергия нагревает газ до очень высоких температур. Солнце светит, потому что оно состоит из раскаленного газа с температурой поверхности около 5800 К. Из-за своей высокой температуры Солнце излучает свет в широком спектре длин волн с пиком в том, что мы считаем «видимой» частью спектр.
То, что наши глаза чувствительны к свету с длинами волн, соответствующими пиковому излучению Солнца, конечно, не случайно. Большая часть другого света от нашего Солнца, к счастью, не достигает земли, так как наша атмосфера поглощает его. Если ультрафиолетовое и рентгеновское излучение достигнет поверхности Земли, они будут разрушительными для нашей планеты.
Часть света, которую мы получаем от Солнца, приводит в действие все атмосферные явления и, в конечном счете, саму жизнь. Солнце не имеет однородной поверхности и не выделяет постоянное количество энергии в единицу времени, оно очень динамично и демонстрирует циклы активности. Наиболее известным является одиннадцатилетний цикл, в течение которого количество солнечных пятен и других возмущений солнечной атмосферы значительно изменяются по количеству и интенсивности.
Одиннадцатилетний цикл тесно связан с интенсивностью солнечного ветра, потока заряженных частиц, испускаемых нашей звездой, который постоянно сталкивается с магнитосферой Земли. Временами солнечные извержения вызывают выбросы газа, выходящего из Солнца и достигающего Земли. Создаваемый таким образом сильный поток частиц может быть довольно опасным для сети спутников связи, вращающихся вокруг нашей планеты.
Солнце сквозь историю
Солнце было неотъемлемой частью человеческой культуры и мифологии с доисторических времен. Очевидная причина заключается в том, что положение Солнца на небе связано с сезонными изменениями на Земле, и времена года имели большое значение как для сельскохозяйственных, так и до сельскохозяйственных обществ. Этот момент ясно иллюстрируется огромными усилиями, которые древние люди вкладывали в строительные конструкции, подобные Стоунхенджу, в то время, когда не было никакой другой технологии, кроме канатов, для транспортировки валунов весом в несколько тонн. В настоящее время считается, что ориентация храма / обсерватории в Стоунхендже и других подобных памятников была выбрана так, чтобы отмечать солнцестояния Солнца и отмечать смену времен года.
В классической Греции и на протяжении всего эпохи Возрождения считалось, что Солнце состоит из «эфирного» вещества, то есть совершенного и лишенного каких-либо пятен. Считалось, что одно и то же вещество составляет все планеты и Луну, а неровный оттенок Луны объясняется близостью нашего спутника к Земле. Земля, в отличие от небесных объектов, должна была состоять из разрушаемых элементов.
Учитывая это предположение, детальное телескопическое наблюдение Солнца в 1610 году Галилеем вызвало настоящий переполох. Галилей показал, что Солнце имеет пятна на своей поверхности и вращается с периодом около 27 дней. Хотя китайские астрономы уже наблюдали солнечные пятна невооруженным глазом, этот факт не был известен на Западе. Наблюдения Галилея вместе с другими, которые он сделал для Солнечной системы, сыграли важную роль в принятии современного взгляда на Вселенную, где такая же физика применима к Солнцу, как и к любому другому объекту, и лабораторные эксперименты на Земле могут найти универсальное применение. .
В 19-м веке возникли новые споры, сосредоточенные на достижении научных знаний, и снова Солнце стало главным героем. Французский философ Огюст Конт утверждал, что, учитывая, что мы не можем получить доступ к звездам и другим астрономическим телам напрямую, у человечества никогда не будет возможности узнать, из чего именно они сделаны. Как часто бывает в истории науки, никогда не говори никогда.
Примерно в тот же период, когда Конт сделал свое широкое заявление, было обнаружено, что различные элементы в газообразной форме поглощают свет, проходящий через них очень специфическим образом: поглощается только свет определенных длин волн, и такие длины волн зависят от элемент, составляющий газ. Вооружившись этим знанием, основанным на лабораторных экспериментах на Земле, Кирхгоф и Бунзен в 1859 году показали, что атмосфера Солнца состоит из водорода и других известных элементов.
Фактически, анализ солнечного спектра вскоре привел к открытию гелия. В настоящее время получение спектра астрономических объектов является важным шагом в определении их природы. Как открыл молодой астроном Сесилия Пейн в 1925 году, состав Солнца очень близок к среднему по остальной части Вселенной и сильно отличается от состава Земли. Водород составляет 70,5% массы Солнца, за ним следует 27,5% гелия и только 2% всех других элементов. Состав почти постоянен относительно Солнца, хотя процентное содержание гелия выше в ядре Солнца, где гелий образуется в результате ядерного синтеза.
Солнечная атмосфера
Атмосфера Солнца и большая часть его внутренней части состоят в основном из водорода и гелия. В атмосфере гелий составляет 73% массы, в то время как гелий составляет 25%, оставляя только 2% для других элементов. Для Солнца в целом (как атмосферы, так и внутренней части) среднее содержание водорода составляет 70,5%, гелия – 27,5% и всех других элементов – 2%. Солнце полностью в газовой фазе. Газ, состоящий из упомянутых выше элементов, является нейтральным или ионизированным в зависимости от параметров атмосферы в разных местах. В ионизированном газе, также называемом «плазмой», некоторые или все электроны, вращающиеся вокруг ядер, отрываются от атомов либо из-за сильных столкновений с другими атомами, либо из-за поглощения света достаточной энергии. Чем выше температура газа, тем более благоприятны условия для образования плазмы.
Граница между атмосферой и внутренним пространством Солнца представляет собой область толщиной около 1000 км, называемую фотосферой. Учитывая, что радиус Солнца составляет 696 000 км, фотосфера представляет собой относительно тонкий слой. Большая часть света, который мы получаем от Солнца, исходит от этой границы, которую мы обычно связываем с солнечным «диском». Существование фотосферы связано с падением «непрозрачности» газа в этой области.
Непрозрачность – важная концепция, заслуживающая более подробного описания. Газ называют непрозрачным, когда распространяющиеся фотоны могут перемещаться только на короткие расстояния, прежде чем их отклонят. Общий эффект этих многочисленных рассеяний является модификацией и рандомизацией средней длины волны света в прямом соответствии с температурой газа. Другими словами, свет «термализуется» при взаимодействии с газом.
Прозрачный газ представляет противоположную ситуацию: рассеивание и поглощение света происходит редко, позволяя свету преодолевать большие расстояния без отклонения. Хотя внутренняя часть Солнца непрозрачна, его атмосфера в значительной степени прозрачна. Фактически, переход между непрозрачным и прозрачным слоями – это то, что определяет «поверхность» Солнца. Способность газа рассеивать свет резко уменьшается в основании фотосферы. Можно провести слабое сравнение между поверхностью Солнца и поверхностью облака на Земле, где «граница» облака определяется непрозрачностью капель воды.
Спектр Солнца очень похож на спектр черного тела при температуре 5800 К. Это температура газа у основания фотосферы. Свет, идущий изнутри Солнца, многократно рассеивается ниже фотосферы, но от основания фотосферы вверх почти не может отклоняться, сохраняя его спектр почти неизменным.
Чем дальше вверх в тонком слое фотосферы, тем холоднее становится газ. Температура на самом деле падает примерно до 4200 К. Когда свет проходит через прозрачный и холодный газ верхней фотосферы, в солнечном спектре появляются темные линии на переднем плане спектра черного тела без особенностей. Впервые это явление наблюдал Фраунгофер в начале 19 века.
Темные линии соответствуют определенным длинам волн, на которых различные элементы поглощают свет, проходящий через газ. Тот факт, что видны темные линии, связан с более низкой температурой газа в верхней фотосфере по сравнению с ее основанием: если бы температура увеличивалась с высотой, можно было бы видеть яркие линии, наложенные на спектр черного тела, как Кирхгоф и Бунзен показали в своей лаборатории.
Фотосфера далеко не однородная поверхность. Он показывает то, что называется «грануляцией». Гранулы имеют ширину в среднем 1500 км. В центре гранулы температура фотосферы на несколько сотен градусов Кельвина выше, чем на ее краю. Поверхность Солнца выглядит крупнозернистой, потому что она является внешним краем обширной конвективной области внутри Солнца.
Хромосфера
Слой атмосферы, прилегающий к фотосфере и простирающийся наружу до короны, называется хромосферой. Его граница определяется повышением температуры атмосферы с высотой, в отличие от уменьшения, наблюдаемого в фотосфере. Примерно через 2000 км температура хромосферы возрастает с 4200 до 25000 К. Ее плотность, однако, составляет всего около 10-4 от плотности фотосферы.
Из-за низкой плотности, видимой на фоне фотосферы, хромосфера практически невидима. Следовательно, это было обнаружено только тогда, когда астрономы наблюдали Солнце во время солнечных затмений. Во время таких затмений диск Луны покрывает фотосферу и позволяет видеть верхние слои атмосферы Солнца, то есть хромосферу и корону.
Хромосфера получила свое название благодаря своему ярко-красному цвету на темном фоне неба во время солнечных затмений. В этих условиях его спектр состоит из нескольких эмиссионных линий (от прозрачного газа компонента черного тела не ожидается). Учитывая температуру и состав газа, большая часть света исходит от красного Бальмера – спектральной линии водорода, факт, который объясняет преобладающий цвет хромосферы.
Corona
Солнечная корона простирается на расстояния, сравнимые с радиусом нашей звезды. На длинах волн видимого спектра корона видна только во время солнечных затмений. Это также можно увидеть с помощью «коронографов», которые блокируют солнечный свет от фотосферы непосредственно внутри телескопов, таким образом имитируя солнечные затмения. Корона имеет неправильную форму и распространяется дальше, где есть нарушения в нижележащих слоях атмосферы. Корона очень горячая и очень разбавленная. Температура может достигать нескольких миллионов Кельвинов, а плотность фотосферы – 10-12.
При более коротких длинах волн УФ и рентгеновских лучей, доступных только с помощью телескопов, вращающихся над земной атмосферой, неправильная форма короны тесно связана с распределением солнечных пятен и солнечных извержений. Корона ярко светится в рентгеновской области спектра на темном фоне фотосферы: фотосфера излучает черное тело при 5800 К, которое сужается на длинах волн в ультрафиолетовой области спектра. Прозрачный горячий газ короны излучает линейный спектр, как и спектр флуоресцентных лампочек. Излучение сильное в рентгеновских лучах из-за экстремальной температуры газа. До сих пор не ясно, почему корона такая горячая. Кажется вероятным, что газ нагревается при столкновении с потоками частиц, генерируемыми фотосферой во время солнечных извержений. Это объясняет, почему корона испускает самое сильное излучение в соответствии с извержениями и солнечными пятнами.
Из-за своей температуры корона является сильно ионизированным газом. Кислород, например, часто лишается двух из восьми электронов. Как прямое следствие ионизации, корона электрически заряжена, и ее частицы газа отклоняются в своем движении под воздействием сильного магнитного поля Солнца. Магнитное поле является очень важным компонентом солнечной атмосферной активности. Температура короны настолько высока, что гравитационное притяжение Солнца недостаточно сильно, чтобы удержать корону от выхода из Солнца. Газ связан со звездой в основном из-за действия магнитного поля звезды. Из-за своей температуры корона является сильно ионизированным газом. Кислород, например, часто лишается двух из восьми электронов. Как прямое следствие ионизации, корона электрически заряжена, и ее частицы газа отклоняются в своем движении под воздействием сильного магнитного поля Солнца. Магнитное поле очень импозантно!
основная составляющая солнечной атмосферной активности. Температура короны настолько высока, что гравитационное притяжение Солнца недостаточно сильно, чтобы удержать корону от выхода из Солнца. Газ связан со звездой в основном из-за действия магнитного поля звезды.
Солнечные пятна, Известности и Вспышки
Это было замечено давным-давно при наблюдении невооруженным глазом китайскими астрономами, а затем Галилеем с помощью телескопа, Солнце усеяно несколькими точками. Пятна – это преходящие явления, которые появляются в виде темных пятен на фотосфере. Они нерегулярны и их …
Многие дети в отделении интенсивной терапии новорожденных сталкиваются со многими проблемами со здоровьем, которые сопряжены с рискованными и болезненными процедурами в повседневной жизни в больнице.
Эммануэль Макрон делает успехи по всему миру. Его идеи об изменении климата и его ориентация на более сплоченный мир оказали влияние на многих людей во
Изменение климата является предметом изменения погодных условий в течение десятилетий или дольше. За эти годы глобальная температура Земли возросла с угрожающе опасной скоростью. Средняя глобальная