Urok18-Общие сведения о Солнце

Урок 18

Тема: Общие сведения о Солнце

Прохождение Меркурия по диску Солнца, 8.11.2006г

Солнце – вид с Земли

Солнце - тело, занимающее центральное место в нашей Солнечной системе. Это ближайшая к нам звезда. Свет от Солнца до Земли идет всего 8 минут.

Солнце – рядовая звезда Галактики (возраст 4,8 млрд. лет), желтый карлик, образованный после взрыва сверхновых звезд, богата железом и другими элементами. Солнце смогло сформировать планетную систему, где третьей планетой является Земля, на которой мы живем и управляет движением всех тел Солнечной системы.

Солнце и жизнь Земли

а) Солнце - колоссальный источник энергии . Играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир Земли (растительность, жизнь) обязаны Солнцу. Солнце не только источник тепла и света, но и первоначальный источник других видов энергии (нефти, угля, воды, ветра и т.д.). Ученые работают над практическим применением неиссякаемой энергии.

Водопад птичий. Курильские острова

б) Солнце - издавна объект поклонения . Самое могущественное божество, культ непобедимости. Гелиос-бог древних греков, Ярило - бог у славян и т.д. Солнцу воздвигали храмы, слагали гимны, приносили жертвы.

"Солнечный камень" - символ Олимпийских игр, проходивших в Мехико в 1968 г. Это изображение календаря ацтеков в виде

"Солнечного камня"  - базальтового диска диаметром 3,7м и весом 24т было найдено в г. Мехико в 1790г. Камень покрыт пиктографическими знаками - рисунками, обозначающими 20 ацтекских дней, четыре эры (солнца) и двух бирюзовых змеев - символов древнего неба.

Вращение Солнца

Нельзя смотреть на Солнце без защиты глаз темным светофильтром (закопченное стекло, засвеченная пленка, стекло электросварочной масти).     В обсерваториях наблюдения ведут с помощью специальных солнечных телескопов.

Большой Солнечный Вакуумный Телескоп (БСВТ) - самый большой телескоп на Евро-Азиатском континенте и основной инструмент Байкальской астрофизической обсерватории. В эксплуатации с 1980г, высота 25м, диаметр зеркала 1м, диаметр изображения Солнца – 38см, угловое разрешение 0,2 ″ .

Вращение. Если сравнивать несколько последовательных фотографий Солнца (или наблюдений) то по пятнам можно определить что Солнце вращается. Направление вращения вокруг своей оси - в направлении движения планет. Открыл в декабре 1610г Г. Галилей в ходе первых телескопических наблюдений.

Точный период установил астроном Р.К. Кэррингтон (1863г, Англия) →экватор 24,96 сут, на широте 35 о - 26,83 сут, вблизи полюсов ≈30 сут,  т.е. Солнце не твердое тело. Линейная скорость на экваторе ≈2 км /с.   

Характеристики Солнца

Среднее расстояние от Земли до Солнца, то есть большая полуось орбиты Земли равна

149,6 млн. км = 1 а.е. (астрономическая единица)

Размер Солнце значительно превосходят размеры всех планет Солнечной системы. Rʘ ≈ 695 900 км ≈ 109 R з

Звезды бывают от 0,1Rʘ ,  Солнце маленькая звезда - карлик

Параллакс p ʘ =8,79 ″, м асса 2 . 10 30 кг =333 434 M з , другие 0,06Mʘ плотность ≈ 1400 кг/м 3

Светимость (L)      q=13 67 Вт/м 2 =13 67 Дж/м 2. с ≈ 1400 Вт/м 2 - солнечн ая постоянн ая , т.е. величина получаемой энергии от Солнца на кв.м в секунду на орбите Земли за пределами земной атмосферы.

Тогда количество энергии,  излучаемой Солнцем (т.е. светимость ). Lʘ=q . S шара = q . 4 π R орб 2 ≈ 3,876 . 10 26 Вт/c.

Температура Солнца

1. Способ: закон Степана-Больцмана

установил экспериментально Йозеф Стефан (1879г, Австрия) и доказал теоретически Людвиг Больцман (1884г, Австрия).

σ =5,67 . 10 -8 Вт/(м 2 .К 4 ) - коэффициент пропорцион.

Т=5780К - эффективная температура Солнца

2. Способ: Закон излучения Вина

Все планковские кривые имеют заметно выраженный максимум излучения, приходящийся на длину волны ( λ max ) . [ λ max . Т=b ]

Открыл в 1896г Вильгельм Вин (1864-1928, Германия).

b=0,2897 . 10 7 Å . К - постоянная Вина, 1Å=10 -10 м

Чем выше Т, тем меньше λ max Для Солнца λ max =4800Å это желтая линия, поэтому Солнце желтое.

Температуры звезд 2800К ʘ

Солнце- раскаленный газовый (плазменный) шар.

Химический состав

       Исаак Ньютон (1643-1727,Англия) в 1665г открыл дисперсию (разложил свет в спектр).

В 1814г Йозеф Фраунгофер (1787-1826, Германия) - открыл в спектре Солнца и к 1817г зарисовал и описал 754 линий поглощения (темные линии - фраунгоферовы).

В 1859г Густав Кирхгоф (1824-1887, Германия) и Роберт Бунзен (1811-1899, Германия) открыли спектральный анализ: Газы поглощают те длины волн, которые излучают в нагретом состоянии

На Солнце из зарегистрированных более 30000 линий обнаружено 72 химических элемента, никаких неземных нет.

Основные :

70% водорода

28% - гелия

(“солнечный газ”) открыт в 1868г

Джозеф Локьер

(1836-1920, Англия).

Структура поверхности Солнца в разных диапазонах спектра

Эти изображения Солнца получены ультрафиолетовым телескопом на борту КА "Стерео-А» (зап. 26.10.2006г, США) 4 декабря 2006г, в первый день работы телескопа. Каждое изображение излучения верхних слоев солнечной атмосферы представлено в искусственных цветах при различных температурах: желтым цветом показано излучение с температурой 2 миллиона кельвинов, зеленым - 1.5 миллиона, синим - один миллион, красным - от 60 до 80 тысяч кельвинов.