Презентация "Солнце и другие звезды" по физике – проект, доклад

Солнце и другие звезды

Содержание

Основные сведения о Солнце. Строение Солнца. Атмосфера Солнца. Температура, размеры и вращение Солнца. Термоядерный синтез. Явления, происходящие на Солнце. Солнечные пятна. Вспышки. Солнечный ветер Солнце - рядовая звезда. Звезды солнечного типа. Ранние представления о Солнце Список использованной литературы.

Основные сведения о Солнце

Солнце  — единственная звезда Солнечной системы, дневное светило. Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеориты, кометы и космическая пыль. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле (свет необходим для начальных стадий фотосинтеза), определяет климат. Полагают, что планеты и Солнце возникли 4–5 млрд. лет назад из гигантской газопылевой туманности. При этом Солнце вобрало в себя наибольшую часть массы. Свет от Солнца доходит до Земли всего лишь за 8 минут.

Строение Солнца

Центральная область внутреннего строения Солнца - это его ядро, где происходит ядерная реакция превращения водорода в гелий. В ходе этих реакций высвобождается энергия, которая в итоге высвечивается с поверхности Солнца в видимой области спектра. Над ядром, на расстояниях примерно от 0,2—0,25 до 0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого переноса. В этой зоне перенос энергии происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. Конвективная зона - в которой из-за быстрого охлаждения самых верхних слоев энергия переносится самим веществом. Это напоминает процесс кипения жидкости, подогреваемой снизу.

Внешние, наблюдаемые слои Солнца называются его атмосферой. Их излучение, хотя и частично, непосредственно достигает наблюдателя. Солнечная атмосфера, в свою очередь, также состоит из слоев.

Атмосфера Солнца

Фотосфера (слой, излучающий свет) образует видимую поверхность Солнца. Её толщина от 100[до 400 км. Температура по мере приближения к внешнему краю фотосферы уменьшается с 6600 К до 4400 К . Эффективная температура фотосферы в целом составляет 5778 К Хромосфера - внешняя оболочка Солнца толщиной около 2000 км, окружающая фотосферу. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с её красноватым цветом. Температура хромосферы увеличивается с высотой от 4000 до 20 000 К Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Корона в основном состоит из протуберанцев и энергетических извержений, исходящих и извергающихся на несколько сотен тысяч и даже более миллиона километров в пространство, образуя солнечный ветер. Средняя корональная температура составляет от 1 000 000 до 2 000 000 К, а максимальная, в отдельных участках, — от 8 000 000 до 20 000 000 К. Несмотря на такую высокую температуру, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения, так как плотность вещества в короне мала, а потому невелика и её яркость.

Солнечная корона во время солнечного затмения 1999 года.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ФОТОСФЕРЫ СОЛНЦА Элемент Логарифм относительного количества атомов Водород _________12,00 Гелий ___________11,20 Углерод __________8,56 Азот _____________7,98 Кислород _________9,00 Натрий ___________6,30 Магний ___________7,28 Алюминий _________6,21 Кремний __________7,60 Сера _____________7,17 Кальций __________6,38 Хром _____________6,00 Железо ___________6,76

Температура, размеры и вращение Солнца

Наблюдаемые слои Солнца вращаются вокруг некоторой оси, немного отклоняющейся от нормали к плоскости эклиптики. Вращение происходит не как у твердого тела: его период относительно земного наблюдателя (т.е. синодический) изменяется от 27 сут. на экваторе до 32 сут. у полюсов. Поэтому скорость вращения наружных слоев Солнца зависит от углового расстояния от экватора . На экваторе линейная скорость вращения составляет около 2 км/с. Такой характер вращения Солнца сохраняется вглубь на протяжении около 200 000 км. Солнце удалено от Земли в среднем на расстояние 149 597 870 км. Масса Солнца составляет 2·1027 тонн, что в 333 тысячи раз больше массы Земли и в 743 раза превышает массу всех планет, вместе взятых. По земным меркам светимость Солнца колоссальна и достигает 3,85·1023 кВт. Средний диаметр 1,392·109 м ,Средняя плотность 1409 кг/м³ , Наклон оси 7,25° Поверхность Солнца нагрета почти до 6000°С. В ее глубинах температура достигает 16000000°С

Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Термоядерный синтез

В конце 30 – х годов 20 – го века американский физик Ханс Бете догадался , что источником энергии Солнца и других звезд являются реакции термоядерного синтеза, протекающие в недрах Солнца. Там при температуре, исчисляемой миллионами градусов, идет термоядерный синтез ядер гелия из ядер водорода : в результате трех последовательных реакций четыре ядра водорода превращаются в одно ядро гелия.

Явления происходящие на Солнце

Солнце очень активно. Во время затмений видны протуберанцы  -  выбросы вещества разного размера, а также вспышки. С помощью специального оборудования вспышки можно разглядеть на фоне остальной поверхности. Они представляют собою мощные выбросы энергии и вещества. Температура вспышек выше средней температуры поверхности. Возникновение вспышек связано с неоднородностями (искажениями) магнитного поля.  Вспышки порождают усиление корпускулярного (состоящего из частиц) потока от  Солнца  - солнечного ветра. Солнечный ветер на Земле вызывает магнитные бури и полярные сияния. 

Корональные выбросы массы на Солнце. Струи плазмы вытянуты вдоль арок магнитного поля

ЭРУПТИВНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ПРОТУБЕРАНЕЦ, сфотографированный во время полного солнечного затмения.

Солнечные пятна

Солнечные пятна- темные области на Солнце. В 1908 Дж. Хейл открыл в солнечных пятнах сильное магнитное поле, выходящее из недр на поверхность. Пара пятен при этом образует пару полюсов поля - южный и северный. В годы повышенной солнечной активности магнитное поле искажено сильнее, и пятен на Солнце больше. В годы "спокойного" Солнца пятен может не быть вовсе. Форма и размеры пятен бывают различными. Их температура на 1 000- 1 500° ниже, чем у остальной поверхности Солнца, и лишь поэтому они кажутся темными. Холодными пятна можно считать только относительно прочих частей поверхности Солнца.

Вспышки

Хромосфера над группой солнечных пятен может неожиданно стать ярче и выстрелить порцией газа. Это явление, названное "вспышкой", - одно из труднообъяснимых. Вспышки мощно излучают во всем диапазоне электромагнитных волн - от радио до рентгена, а также нередко выбрасывают пучки электронов и протонов с релятивистской скоростью (т.е. близкой к скорости света). Они возбуждают в межпланетной среде ударные волны, достигающие Земли. Вспышки чаще происходят вблизи групп пятен со сложной магнитной структурой, особенно когда в группе начинается быстрый рост нового пятна; такие группы производят по несколько вспышек в день. Слабые вспышки случаются чаще сильных. Наиболее мощные вспышки занимают 0,1% солнечного диска и длятся несколько часов. Полная энергия вспышки составляет 1023-1025 Дж.

Солнечный ветер

Из внешней части солнечной короны истекает солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном протонов, электронов и α-частиц), распространяющийся с постепенным уменьшением своей плотности, до границ гелиосферы. Солнечный ветер разделяют на два компонента — медленный солнечный ветер и быстрый солнечный ветер. Медленный солнечный ветер имеет скорость около 400 км/с и температуру 1,4—1,6·106 К и по составу близко соответствует короне. Быстрый солнечный ветер имеет скорость около 750 км/с, температуру 8·105 К, и по составу похож на вещество фотосферы. Медленный солнечный ветер вдвое более плотный и менее постоянный, чем быстрый. Медленный солнечный ветер имеет более сложную структуру с регионами турбулентности .

Солнце рядовая звезда

Чем крупнее звезда, тем больше ее истинная яркость. Имеется в виду яркость, с которой звезда сияет в пространстве, а не та яркость, которую мы оцениваем с Земли. Гигантские и сверхгигантские звезды излучают больше света, чем Солнце, потому что площадь их светящейся поверхности превосходит площадь светящейся поверхности Солнца. Звезды, которые уступают Солнцу своими размерами, излучают меньше света. Таких звезд много в нашей Галактике. Вселенная населена большей частью красными карликовыми звездами. Но они настолько тусклые, что лишь некоторые из них видны невооруженным глазом.

Звезды солнечного типа

Эти звёзды в широком смысле похожи на Солнце. Они лежат на главной последовательности, их показатель находится между 0,48 и 0,8 (у Солнца этот показатель 0,65). В качестве альтернативы можно использовать спектр и тогда в звёзды солнечного типа можно включать жёлтые и оранжевые карлики, у которых показатель цвета находится между 0,5 и 1,0. Таким образом, в эту категорию может попасть примерно 10 % всех звёзд и тем самым можно установить верхнюю границу количества звёзд более или менее похожих на Солнце.

Звезда Тау Кита Звезда Эридана

Ранние представления о Солнце

Древний Египет

Для египтян Солнце было богом Ра, с телом человека и головой сокола, увенчанной солнечным диском . Фараоны считались сыновьями Ра,

Древняя Греция В греческой мифологии Солнцем был бог Гелиос, который разъезжал по небу на огненной колеснице

Анаксаго Афинский считал, что Солнце – раскаленный железный шар, величиной не более полуострова Пелопонес, удаленный от Земли на 30 тыс.км

По Аристотелю, Солнце – твердый шар ,а темные пятна – тени, отбрасываемые горловинами огромных отверстий

Список использованной литературы

http://www.krugosvet.ru/ Л.Э. Генденштейн « Учебник по физике 11 класс» www.wikipedia.ru И.Б. Кибец « Физика»