Астрономія. Конспект урок. Тема: Сонце

Предмет АСТРОНОМІЯ

Клас  11

Урок_______

Тема: Сонце.

Мета:   Дати характеристику Сонця – космічного об’єкту, що входить до складу Сонячної системи. Розглянути будову, хімічний склад, розміри, масу Сонця. З’ясувати вплив фізичних процесів, що відбуваються на Сонці на життя на Земліі. 

          Розвивати  науковий світогляд, уяву , розширювати кругозір учнів.

               Виховувати  екологічну свідомість учнів.

Обладнання: діафільми .     

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Вивчення нового матеріалу

                         План.

1.Основні  відомості про Сонце.

• Атмосфера Сонця
• Радіус і маса Сонця
• Температура і спектр Сонця.
•  Хімічний склад Сонця.

2.Джерела сонячної енергії 

3.Сонячна активність та її вплив на Землю.

1.Основні  відомості про Сонце.

КАДР 2 Сонце - газова куля. Поверхні у нього не має. Є плавне зменшення густини з висотою від стану умовно щільного до дуже розрідженого.

Умовно Сонце поділяють на внутрішню область і атмосферу.

  Атмосфера складається:

КАДР 3  1. Фотосфера  - найнижчий і найщільніший шар  завтовшки 300 км (0,001 частка радіуса Сонця, тому її називають поверхнею Сонця).

КАДР 4

• жовто-білий колір
• густина в сотні раз менша за густину атмосфери при поверхні Землі
• температура 6 000 К. (Молекули розпадаються на окремі атоми.)

КАДР 5  Поверхня Сонця вкрита дрібними зернятками гранулами – це потоки гарячого газу, який піднімається догори, а в темних місцях опускається донизу:

•     температура на 500 К вища ніж в проміжках між ними
•     розміри – близько 700 км
•     час „життя” близько 7 хв.

КАДР 6  2. Хромосфера – вузьке кільце можна побачити під час повного сонячного затемнення.

• жовто-червоне кільце
• товщина 12-15 тис. км
• температура від 4 500 К внизу до 100 000 К в верхніх шарах.

КАДР 7 В хромосфері можна спостерігати довгасті, схожі на язики полум’я утворення – спікули, які піднімаються в корону і розчиняються в ній:

•   температура в 2-3 рази вища ніж у фотосфері, а густина менша
•   діаметр біля основи від 500 до 3 000 км
•   час „життя” до 5 хв.

КАДР 8 3.Сонячна корона – найпротяжніший шар сонячної атмосфери:

• сріблясто-білий колір
• розміри кілька сонячних радіусів
• температура зростає від 100 000 К до 2 000 000 К
• невелика яскравіть, тому можна спостерігати лише під час затемнень.

КАДР 9 4.Геліосфера – поширюється на велетенську відстань у вигляді сонячного вітру:

• складається з протонів і α-частинок
• швидкість частинок біля основи 0,3 км/с, біля Землі швидкість зростає до 500 км/с за концентрації 1-10 частинок в 1 см³.

Сонце в цифрах:

КАДР 10

•                  відстань від Землі до Сонця 1 а.о. = 150 млн. км
•                  кутовий радіус 16'
•                  лінійний радіус 700 000 км = 109 земним радіусам
•                  маса Сонця 2 · 10 ³⁰ кг (330 000 разів більше за Землю)
•                  густина 1,4 г/см³ (в 4 рази менше за густину Землі)

КАДР 11

•                  світність Сонця 3,85 · 10 ²⁶ Вт (Земля отримує одну двомільярдну частку цієї енергії)
•                  температура поверхні 5 770 К. В деяких місцях досягає 6 500 К, в середньому її можна вважати рівною 6 000 К.
•                  Сонце обертається навколо своєї осі в тому ж напрямі, що й планети. Період обертання на екваторі 25 діб, а біля полюсів 30 діб.
•                  кут нахилу осі обертання до площини екліптики 82⁰ 45'.
•                  період обертання  навколо центру Галактики 200 млн. років
•                  швидкість руху навколо центру Галактики 230 км/с

За допомогою спектрального аналізу було виявлено хімічний склад Сонця:

• всього 72 хімічних елемента
• найбільше водню, друге місце гелій – разом 98%
• усі інші елементи 2 %

2.Джерела сонячної енергії

   Зачитати слова Й.С.Шкловського ст.. 116

Стан зорі , в якому внутрішній тиск газу і випромінювання зрівноважує вагу речовини, розміщеної вище називається станом гравітаційної рівноваги.

      Температура в середині Сонця  15 000 000 К

       Густина Сонця 100 г/см³

       Тиск 220 млрд. атмосфер

Джерела сонячної енергії:

     - гравітаційне стискання (сучасні підрахунки дають значення енергії, яку може випромінювати Сонце за рахунок гравітаційного стискання 6 · 10 ⁴¹ Дж. Цієї енергії вистачило б приблизно на 50 млн. років)

КАДР 12 - термоядерний синтез. Термоядерні реакції всередині сонця відбуваються за двома циклами, завдяки яким Сонце може світити 10 млрд. років:

              протон-протонний цикл

              вуглецево-азотний цикл

КАДР 13  Будова Сонця

   Ядро – зона де зосереджена половина сонячної енергії і виділяється практично вся енергія, що змушує його світитись. Розміри 0,2 – 0,3 радіуса Сонця від центра.

   Зона променистої рівноваги -  зона в якій енергія переноситься шляхом поглинання випромінювання і наступного його перевипромінювання. В цій зоні температура нижче 5 млн. К , а тиск менше 10 млрд. атмосфер тому термоядерні реакції  в цій зоні не можливі.

    Конвективна зона – зона в якій в перенесенні енергії починає брати участь сама речовина. Шар Сонця товщиною 0,2 радіуси Сонця „кипить”, тобто перебуває у стані конвективної рівноваги.

КАДР 14  Процес передачі енергії від центральних областей до фотосфери дуже повільний і триває мільйони років.

КАДР 15  За розрахунками близько 5 % енергії , яка вивільняється в надрах Сонця, виноситься нейтрино.

    3.Сонячна активність та її вплив на Землю.

КАДР 16  Активні зони – місця де спостерігаються активні утвори. Їх головна характеристика сильні магнітні поля, набагато сильніші від його регулярного магнітного поля.

Активні утворення:

КАДР 17    1.Сонячні плями – темні утворення , тому що температура в них менша ніж у навколишніх ділянках.

КАДР 18  

•                 температура 4 500 К
•                 розміри плям 40 000 км до 180 000 км
•                 виділяють ядро і півтінь
•                 час „життя”  від кількох годин до кількох місяців
•                 в 1908 році відкриті сильні магнітні поля (індукція 0,5 Тл) . Сильне магнітне поле гальмує вихід речовини, тому температура сонячної плями знижується. Магнітні силові лінії простягаються далеко за поверхню Сонця у фотосферу і корону.

Повідомлення учня: „Найбільша кількість сонячних плям”

КАДР 19    2. Факели – світлі утворення, які є супутниками плям. Це місце поряд з плямою в яке енергії надходить більше.

КАДР 21  Протуберанці і спалахи  

КАДР 22    3.   Протуберанці  це речовина , яка підіймається над сонячною поверхнею і утримується над нею магнітним полем. Найграндіозніші утворення в атмосфері Сонця.

КАДР 23  

•       Довжина 200 000 км, товщина – кілька тисяч кілометрів.
•       За формою товсті і довгі
•       Густина більша за густину корони, а температура менша
•       Розташовані майже перпендикулярно до поверхні Сонця.

         4. Сонячні спалахи .

КАДР 24  Хромосферний спалах – це раптове виділення енергії, накопичене у магнітному полі активної зони (сонячна пляма). На певній висоті над поверхнею Сонця виникає зона , де магнітне поле різко змінюється за величиною і напрямком. Це супроводжується прискоренням заряджених частинок. При цьому речовина нагрівається до 40 млн. К , з’являється потужне електромагнітне випромінювання , а також в міжпланетний простір викидається вузький струмінь частинок високої енергії з швидкостями 3 000 – 30 000 км/с.

КАДР 25  У деяких спалахах народжуються сонячні космічні промені – електрони, протони, нейтрони, α – частинки, що рухаються з швидкостями до 0,2 – 0,8 швидкості світла.

КАДР 26       Сонячні спалахи:

• тривалість від 5 – 10 хв до 7 годин
• протяжність 1 000 км
• яскравість в двічі більша за яскравість фотосфери
• виділяється енергія 10 ²¹ – 10 ²⁵ Дж (кількість тепла , що отримує Земля за цілий рік)
• кількість від десяти спалахів на добу або впродовж місяця жодного ( в залежності від сонячної активності)

КАДР 27  Відіофрагмент: „Сонячна активність”  

Циклічність сонячної активності.

КАДР 28  В різні роки кількість плям на Сонці неоднакова.

Розглянути  формулу 20.1.

Кількість плям на Сонці в наш час змінюється в середньому з періодом 11,1 року. (Проте проміжки між двома максимумами можуть коливатись від 7,5 до 16 років.

Розглянути мал. 20.3 і 20.4.

   Введено нумерацію циклів, починаючи від того, що мав початок у 1755 році. У 1996 р. Розпочався 23 цикл.

    Максимуми числа W від циклу до циклу неоднакові . Припускають , що існує віковий цикл – 80-90 років і тисячолітній цикл – близько 1 100 років.

КАДР 29   Північне сяйво  

    Вплив сонячної активності на магнітосферу Землі

    Магнітні бурі

    Вплив активності Сонця на погоду

    Сонячна активність і коливання клімату Землі                                    Розповідь учнів

    Сонячна активність і біосфера Землі

    Вплив сонячної активності на людину.

ІІІ. Закріплення нового матеріалу

IV. Домашнє завдання.