ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СОНЦЯ НА ПЛАНЕТУ ЗЕМЛЯ

Методична розробка уроку астрономії

 

 

 

 

Тема уроку :

«Дослідження впливу сонця на планету земля»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2018 р.

 

Тема уроку: Дослідження впливу сонця на планету земля

Мета уроку: Розширити і поглибити знання учнів про Сонце: внутрішню будову Сонця, його „поверхню”, хімічний склад, основні фізичні параметри, використовуючи знання хімії та фізики. Навчити визначати хімічний склад Сонця за його спектром; встановлювати зв’язки і закономірності між поняттями, явищами, природними процесами.

 Розвивати спостережливість, уяву, логічне і розумове мислення, здатність до пізнання навколишнього світу.

Стимулювати інтерес до астрономії, бажання учнів до самостійного здобуття додаткових знань про Всесвіт, до опрацювання довідкової та наукової інформації, до практичних умінь та навичок.

Виховувати почуття гордості за досягнення вітчизняної науки, любов до природи.  

 

Тип уроку: засвоєння нових знань (урок змістовної спрямованості),час для опрацювання – 2 год.

 

Обладнання:  навчальні таблиці: «Сонце», «Сонячна система», «Активність Сонця і життя на Землі», «Будова Сонця», астрономічні атласи, ілюстраційний матеріал, тестові завдання (електронний варіант), мультимедійна презентація «Сонце – центральне тіло Cонячної системи»

 

С т р у к т у р а   у р о к у:

 

І. Вступне слово вчителя.

 

ІІ. Оголошення теми та завдань уроку. Мотивація навчальної діяльності.

 

ІІІ. Вивчення нового матеріалу:

1. Бесіда з класом з метою визначення початкових знань про денне світило.
2. Інформації учнів (на основі опрацювання довідкової та наукової літератури та джерел мережі „INTERNET”).
3. Розповідь вчителя:

• спектр Сонця, хімічний склад;
• обертання Сонця;
• умова рівноваги і температура;
• внутрішня будова світила;
• джерела енергії Сонця;
• сонячна активність.

4. Короткі виступи учнів:
   •       вплив сонячної активності на магнітосферу та атмосферу Землі;
   •       вплив активності Сонця на погоду, на коливання клімату;
   •       сонячна активність і біосфера Землі;
   •       вплив сонячної активності на людину.
   •        

4. Узагальнення і систематизація знань: пропонуються тести в електронному варіанті.

 

5. Завдання додому.

 

6. Підведення підсумків уроку.

 

Х і д    у р о к у:

 

І. Вступне слово вчителя (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайд 1-2; навчальна таблиця «Сонце»):

 

Сонце... Найближча до Землі денна зірка, що дарує нам світло, тепло, життя. Скільки пам’ятає себе людина, погляд її був звернений до цього „величного державного світила”. Колись люди вшановували його, складали про нього міфи і легенди. Зараз, направивши на Сонце телескопи із Землі чи піднявши їх вгору на бортах космічних кораблів і супутників, ретельно вивчають, поступово розгадуючи його таємниці.

З давніх часів Сонце - один з головних Богів, якому люди поклонялися, оспівували гімни, славили. Багато народів називали себе - діти Сонця! Ми радіємо, коли бачимо, що день буде сонячним і засмучуємося, коли піднебіння затягнуте хмарами. Згідно з дослідженнями, похмура погода протягом трьох днів знижує активність мозку, а протягом тижня - загальну активність нервової системи. Кількість хворих депресією в похмуру погоду збільшується в чотири рази.

 

ІІ. Оголошення теми та завдань уроку. Мотивація навчальної діяльності. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайд 3):

 

Тому на сьогоднішньому уроці ми детально проаналізуємо процеси, які проходять на Сонці, його будову та природну активність. Адже цікавість до цього небесного тіла з часом не слабне, а, навпаки, людина прагне оволодіти могутністю денного світила, використати його енергію на Землі.

 

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

 

1.Бесіда (запитання до класу)- використано навчальні таблиці «Сонце», «Сонячна система» і астрономічні атласи:

1. На яких уроках ви чули про Сонце як денну зірку?
2. Яке значення має Сонце для життя людини, тварини, рослини на Землі? Навести приклади.
3. Як описують Сонце в літературних прозових та віршованих творах, піснях? (Можливі варіанти відповідей:

Сонце – це не тільки джерело тепла і світла, центр нашої планетної системи, а це ще календар, годинник, компас: „З-за Сибіру Сонце сходить, хлопці не зівайте. Ви на мене Кармелюка, всю надію майте”.

„Сонечко, ти моє” – каже мама своїй маленькій помічниці-донечці, дякуючи їй за допомогу, можливо не завжди і вдалу.

Сонце в піснях: „...Як сонечко зійде, як сонечко зійде, кохання відійде...”).

 

2. Інформації учнів:

1 учень:

Уперше спробував уявити Сонце не вогнедишним драконом і не богом Аполлоном Анаксагор (бл. 500-428 рр. до н.е.). Ще два з половиною тисячоліття тому він стверджував, що Сонце просто розпечена кам’яна брила величиною більша за Пелопоннес (Південь Греції).

Анаксагор, син Гегесібула із Клазомен, був, як тепер кажуть, людиною незвичайною й оригінальною. Він вивчав математику і філософію, механіку й астрономію.

Коли його спитали, для чого він народився на світ, Анаксагор відповів: „Щоб спостерігати за Сонцем, Місяцем і небом”. За твердженням, що Сонце не бог, астронома засудили до страти і кинули у в’язницю. Врятував Анаксагора його учень, і справа обмежилася вигнанням.

Анаксагорові сказали: „Ти позбувся товариства афінян”. Він відповів: „Ні, це вони позбулися мого товариства”.

Філософові й астрономові Анаксагору ще поталанило.

У XVI столітті за слова про те, що у Всесвіті є безмежна кількість зірок, подібних до нашого Сонця, а також за інші „єретичні” думки про Землю й небо на площі Квітів у Римі було живцем привселюдно спалено Джордано Бруно.

Астрономія – одна з найдавніших наук, і вся її історія сповнена драматичної боротьби з релігією та реакцією. Біля витоків сучасної астрономії стояли великі вчені Копернік і Бруно, Кеплер і Галілей, Ньютон і Ломоносов і багато інших.

2 учень:

„То стань же, Галілей, поруч із Кеплером. Один, повернувшись обличчям до неба, спостерігатиме Місяць, другий, повернувшись обличчям до екрана (щоб скло не попекло очей), - Сонце, кожен зі своїм власним інструментом...” – писав астроном Кеплер астроному Галілею.

На кінець 1610 року припадає ще одне чудове відкриття Галілея. Він виявив на диску Сонця темні плями. Є відомості, що вже у жовтні того ж року Галілей показав сонячні плями знайомим не тільки в Падуї, а й у Венеції. 1613 року вчений випускає у світ книжку „Історія і доведення сонячних плям”. Книга  викликала чимало розмов, бо Галілей строго математично довів, що плями, переміщуючись по сонячному диску, знаходяться дуже близько від поверхні денної зірки або на самій сонячній поверхні.

 

3.Розповідь вчителя (використано навчальну таблицю «Сонячний спектр»):

З уроків фізики вам відомо, що неперервний спектр видимої поверхні Сонця перетинається темними лініями поглинання, за яким можна встановити його хімічний склад та температуру. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 4-8): Температура на поверхні Сонця, за підрахунками вчених, становить близько 6000 К, саме тому колір зірки жовтий.  Проте, всередині температура сягає 16 мільйонів градусів. Звичайно, що при такій високій температурі всі речовини, з яких складається Сонце, перебувають у газоподібному стані. Сонце безперервно рухається у космічному просторі. Подібно до багатьох небесних тіл, воно обертається навколо своєї осі й за 27,275 земної доби робить один оберт.

Загалом у спектрі Сонця виявлено лінії 72 хімічних елементів, найбільше у речовині Сонця водню, друге місце посідає гелій. Разом вони складають  98% маси Сонця.

На великій швидкості воно обертається і навколо центру Галактики. Ця швидкість у середньому становить 250 кілометрів за секунду. За роки свого існування Сонце обійшло приблизно 20 разів навколо центру Чумацького Шляху. Одне обертання Сонця навколо центру Галактики відбувається приблизно за 250 мільйонів земних років. Отже, якщо підрахувати, то можна визначити вік Сонця, і становить він близько 5 мільярдів років. Як для зорі – це небагато, тому говорять, що Сонце порівняно «молода» зоря. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 8-10):

Так, дійсно, Сонце — це найближча до Землі зірка, що знаходиться в центрі. За масою та розмірами належить до середніх зірок. Як і всі інші зорі воно є велетенською розжареною кулею, що складається з розжарених газів. Серед газів на 72% це водень, іншу частину переважно займає гелій. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайд 11):

Розміри цієї кулі навіть важко уявити: діаметр — 1 390 600 кілометрів, що у 109 разів більше діаметру Землі, а маса — більш як у 330 тисяч разів перевищує масу Землі (робота з підручником мал. 93 ст. 83). Проте, бачимо ми Сонце на небі невеликою сліпучою куль¬кою через велетенську відстань до нього. Ця відстань становить 150 мільйонів кілометрів. Промені йдуть до Землі від Сонця майже 8 хвилин.

Яскрава світна поверхня Сонця, видима неозброєним оком, має температуру порядку 6000 К і називається фотосферою. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 12-14):

Фотосфера абсолютно непрозора, і  речовина, що знаходиться під нею, недоступна ніяким спостереженням. Над фотосферою розташовується сонячна атмосфера: на висоті 2-3 тисяч кілометрів - досить щільний і тонкий шар - хромосфера, що одержала свою назву за те, що він буває видний під час затемнень як тонка рожева окантовка Сонця. З висот порядку 10 тисяч кілометрів починається розріджена, але неоднорідна і дивно гаряча (1-2 млн. градусів) корона Сонця. Вона простягається до відстаней у кілька сонячних радіусів.

Агрегатний стан речовини на Сонці: при таких температурах (6000 градусів і вище) це може бути тільки плазма, тобто йонізований газ.

 

Пропонує класу 10 цікавинок про Сонце.

10 місце: Всі ми бачимо, що Сонце жовтого або помаранчевого кольору, але насправді, воно біле. Жовті тони Сонцю дає феномен під назвою «атмосферне розсіювання».

9 місце: Спектральний клас Сонця - G2v, воно знаходиться ближче до холодного кінця головної послідовності, і відноситься до класу жовтих карликів. Більшість зірок Чумацького Шляху - «червоні карлики» (відносно малі і холодні зірки), а приблизно 15 % зірок в Галактиці яскравіші за наше Сонце.

8 місце: Сонце обертається навколо центру нашої Галактики, Чумацького Шляху, роблячи повний оберт кожні 225 - 250 мільйонів років.
7 місце: Світло проходить середню відстань від Землі до Сонця (150 мільйонів кілометрів) за 8 хвилин. Для порівняння, наступна найближча до нас зірка Проксима Центавра знаходиться на відстані 4 світлових років...
6 місце: Сонце має діаметр майже 1 392 000 км. (приблизно у 109 разів більше діаметру Землі). Маса Сонця складає 98% маси нашої сонячної системи.
5 місце: Між 1640 і 1700 роками на Сонці взагалі не було плям. Цей період, назвали мінімумом Маундера, співпав з "малим льодовиковим періодом"- загальним похолоданням на Землі, коли річки, які ніколи не замерзали, покрилися льодом, а сніг лежав круглий рік на всіх широтах.

4 місце: Мінімальне число затемнень в році - два. Сонячні затемнення в одній і тій самій місцевості спостерігаються рідко, оскільки затьмарення видно тільки у вузькій смузі тіні Місяця. У якій-небудь певній точці поверхні повне сонячне затемнення спостерігається в середньому 1 раз в 200-300 років.
3 місце: На Мальті середня тривалість світлового дня влітку - 10 годин. У Самарканді - 15 годин, в Стокгольмі - 18 годин, а в шведському місті Кируна, що знаходиться за полярним колом - 24 години. Правда, взимку в Кируне сонце не встає взагалі. До речі, ділення доби на 24 години ми запозичили з історій стародавніх єгиптян про бога сонця Ра, який проводив дванадцять годин ночі в темному пеклі, а останні 12 годин - на небесах.

2 місце: 300 сонячних днів в році буває в Марокко, Ніцці, Брісбане (Австралія), в Монте-Карло і в Уссурійську.

1 місце: Кожну секунду на Сонці згорає 700 млрд. тонн водню. Не дивлячись на таку величезну швидкість втрат, енергії Сонця вистачить ще на 5 млрд. років такого життя (приблизно стільки ж років Сонцю від народження). Закінчить своє життя Сонце білим карликом, заздалегідь збільшившись в розмірах і відштовхнувши від себе всі планети. На цих планетах випарується вся вода і зникне атмосфера.

Сонячні промені нагрівають Земну поверхню в різних її точках і в різний час дня неоднаково. Кількість сонячного тепла, яку отримують окремі ділянки Землі, залежить насамперед від кута падіння сонячних променів. Чим ближчий напрямок падіння сонячних променів до прямовисного, тим більше сонячного світла і тепла припадає на одиницю площі Земної поверхні. Поблизу екватора ця кількість найбільша, біля полюсів — найменша, а на території України — помірна.

Як змінюється кількість сонячного тепла та світла протягом доби? Зранку або ввечері, коли Сонце перебуває низько над горизонтом, земна поверхня нагрівається менше, ніж опівдні, коли Сонце розташоване вище.

Сонце випромінює багато тепла. Якщо атомна електростанція виробляє близько 1 млрд. кіловат (кВт) тепла (енергії), то Сонце—у 400 000 000 000 разів більше. Повна енергія, яку випромінює Сонце становить , Земля отримує лише одну двохмільярдну частку цієї енергії.

 Як знання про здатність Сонця випромінювати стільки тепла допомагає людині? Багато вчених вважають, що використання сонячних променів безпосередньо вигідніше, ніж використання навіть атомної енергії. У країнах, де багато сонячних днів, вже діє обладнання, яке, використовуючи сонячне тепло, плавить метали, нагріває воду, виробляє електричний струм. Створення електростанцій, які б збирали сонячне тепло і перетворювали його на електрику, зменшило б кількість атомних чи теплових станцій, які потребують багато пального і дуже забруднюють довкілля.

  На Сонці речовина дуже іонізована, тобто атоми втратили свої зовнішні електрони й разом з ними стали вільними частинками іонізованого газу — плазми. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 15-18):

  Середня густина сонячної речовини  1400 кг/м³. Це значення сумірне з густиною води і в тисячу раз більше від густини повітря біля поверхні Землі. Однак, у зовнішніх шарах Сонця густина в мільйони разів менша, а в центрі — у 100 раз більша, ніж середня густина. Точні обчислення, які враховують зростання густини й температури до центра, показують, що в центрі Сонця густина газу становить близько 1,5·10⁵ кг/м³, тиск — близько 2·10¹⁸ Па, а температура — близько 15000 000 К. При такій температурі ядра атомів водню (протони) мають дуже великі швидкості (сотні кілометрів за секунду) і можуть стикатися одне з одним, незважаючи на дію електростатичної сили відштовхування. Деякі зіткнення завершуються ядерними реакціями, в результаті яких з водню утворюється гелій і виділяється велика кількість тепла. Ці реакції є джерелом енергії Сонця на сучасному етапі його еволюції. Внаслідок цього кількість гелію в центральній частині світила поступово збільшується, а водню — зменшується.

  Потік енергії, що виникає в надрах Сонця, передається в зовнішні шари й розподіляється на дедалі більшу площу. Внаслідок цього температура сонячних газів спадає з віддаленням від цент­ра. Залежно від значення температури й характеру процесів, що нею визначаються, все Сонце можна умовно поділити на 4 частини: (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 19-21; навчальна таблиця «Будова Сонця»):

•       внутрішня, центральна частина (ядро), де тиск і температура забезпечують перебіг ядерних реакцій; вона пролягає від центра на відстань приблизно 1/3 радіуса Сонця;
•        «промениста» зона (відстань від 1/3 R до 2/3 R), в якій енергія передається назовні від шару до шару внаслідок послідовного поглинання і випромінювання квантів електромагнітної енергії;
•       конвективна зона — від верхньої частини «променистої» зони майже до самої видимої межі Сонця. Тут температура швидко зменшується з наближенням до видимої межі світила, внаслідок чого збільшується концентрація нейтральних атомів, променистий перенос сповільнюється і тепло передається за рахунок перемішування речовини (конвекція), подібне до кипіння рідини в посудині, яка підігрівається знизу;
•       атмосфера, (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайд 22): що починається відразу за конвективною зоною і простягається далеко за межі видимого диска Сонця. Зовнішній шар Сонця складається з фотосфери і хромосфери. Фотосфера, що є видимою поверхнею Сонця, має товщину приблизно 500 км і температуру близько 6000 К. На фотографіях фотосфери добре помітна її тонка структура у вигляді яскравих «зерняток» - гранул розміром близько 1000 км, розділених вузькими темними проміжками, ця структура називається грануляцією. Вона є результатом руху газів, що відбувається в розміщеній під фотосферою конвективній зоні. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 23- 24).

Склад фотосфери
Водень	73.46 %
Гелій	24.85 %
Кисень	0.77 %
Вуглець	0.29 %
Залізо	0.16 %
Неон	0.12 %
Азот	0.09 %
Кремній	0.07 %
Магній	0.05 %
Сірка	0.04 %

У фотосфері виявляється помітна активність в першу чергу у формі темних областей, так званих сонячних плям. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайд 25).

 За ними спостерігали ще в античні часи, але, не дивлячись на це, їх справжня природа не відома. У пізніші часи Галілео Галілей "наново відкрив" сонячні плями, хоча це "відкриття" довго опротистовувалося Крістофером Шейнером. Спостереження за сонячними плямами серед іншого, привело до краху арістотелiвсько-птолемеєвської моделі Всесвіту, згідно якої всі зірки є ідеально неподільними сферами. Систематичні спостереження за сонячними плямами почалися приблизно в середині XVIII століття.

        Сонячні плями здаються темними, але не тому, що вони дійсно чорні. Просто вони холодніші за фотосферу, що її оточує. Навколо найтемнішої зони плями, так званої тіні, є проміжна світла зона, так звана півтінь. Температура тіні рівна 4300-4800К, тобто на 1000-1500К нижча за температуру фотосфери. A ось температура півтіні рівна 5400-5500К. Інтенсивність свічення в тіні складає приблизно 32% від інтенсивності свічення фотосфери, а півтіні - 80%.

Сонячні плями можуть досягати настільки великих (від 7000 до 50 000 км.) розмірів, що їх можна бачити неозброєним оком, звичайно ж, через захисні фільтри. Вони можуть з'являтися поодинці, але, як правило, виникають групами.

Крім того, плями зміщуються по поверхні Сонця: по-перше, самі по собі, але набагато сильніше через нерівномірне обертання Сонця. Не будучи твердим тілом, воно обертається швидше в близьких до екватора зонах (де період обертання рівний 27 діб), чим в полярних районах (близько 31 доби).

Над фотосферою знаходиться хромосфера, (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 26-27) в якій температура доходить до 10000К. Вона спостерігається у вигляді яскравого рожевого кільця навколо Сонця під час повних сонячних затемнень. Спостереження сонячного диска за допомогою відповідної апаратури, яка дозволяє виділити світло, випромінюванe хромосферою, показують, що поверхня Сонця немов покрита нитками розжареного газу. Це невеликі викиди водню, направлені вгору за типом протуберанців. Такі викиди газу називаються спікулами і можуть досягати у висоту більше 10 000 км. Вони можуть продовжуватися близько 5 хвилин. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 28-29):

І нарешті, хромосфера переходить в саму верхню частину Сонця – корону, (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 30-32), яка поблизу хромосфери нестерпимо яскрава і нерівномірна, в міжпланетному просторі вона виглядає блідішою.

 Температура корони дуже висока - мільйони градусів. Причини цього ще не до кінця вивчені.

Протягом 11-річного сонячного циклу корона росте, стаючи все симетричнішою, набуваючи пишних зубців і глибоких западин. Найбільша симетрія спостерігається в періоди максимуму сонячної активності, тоді як в мінімальні періоди сонячної активності корона здається сплюснутою на екваторі, а на полюсах майже зникає. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 33-34):

Со́нячна акти́вність — сукупність фізичних змін, які відбуваються на Сонці. Зовнішні прояви сонячної активності — сонячні плями, факели, флоккули, протуберанці тощо. Впливає на зміну погоди та клімату. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 35-37, та навчальна таблиця «Активність Сонця і життя на Землі»):

На початок 2009 року сонячна активність опустилася до мінімально низького рівня принаймні за останнє сторіччя. Зокрема, частота появи корональних викидів речовини знизилася з декількох за добу до приблизно одного на місяць.

Недавно з'явившись на сонячному диску невеличка пляма вже зникла без сліду, і на даний момент сонячних плям не спостерігається взагалі.

Цікаво, що незважаючи на спад сонячної активності, геомагнітні бурі й великі полярні сяйва тривають. Так у березні 2009 року полярне сяйво виняткової інтенсивності спостерігається з норвезького міста Тромсе.

Відповідно до сучасних наукових уявлень, процеси такого роду обумовлені потужними викидами сонячної речовини. Природа процесів, що обумовили геомагнітну нестабільність у період аномально низької сонячної активності, не зовсім зрозуміла.

 

4. Короткі виступи учнів:

•       вплив сонячної активності на магнітосферу та атмосферу Землі;

Однієї із самих чудових особливостей Сонця є майже періодичні, регулярні зміни різних проявів сонячної активності, тобто всієї сукупності явищ на Сонці. Це і сонячні плями - області із сильним магнітним полем і внаслідок цього зі зниженою температурою, і сонячні спалахи - найбільш могутні і швидкі вибухові процеси, що впливають на всю сонячну атмосферу над активною областю, і сонячні волокна - плазменні утворення в магнітному полі сонячної атмосфери, що мають вид витягнутих (до сотень тисяч кілометрів) волоконоподібних структур. Коли волокна виходять на видимий край (лімб) Сонця, можна бачити найбільш грандіозні по масштабах активні і спокійні утворення - протуберанці, що відрізняються багатою розмаїтістю форм і СКП-адною структурою. Потрібно ще відзначити корональні діри - області в атмосфері Сонця з відкритим у міжпланетний простір магнітним полем. Це своєрідні вікна, з яких викидається високошвидкісний потік сонячних заряджених часток.

Магнітне поле планет (у тому числі Землі) служить захистом від сонячного вітру, але частина заряджених часток здатна проникати в середину магнітосфери Землі. Це відбувається в основному у високих широтах, де маються дві так названі лійки: одна в Північній, інша в Південній півкулях. Взаємодія цих заряджених часток з атомами і молекулами атмосферних газів викликає світіння, що називається північним сяйвом. Енергія, що приходить у виді цих часток, далі розподіляється в різних процесах навколо всієї земної кулі, у результаті чого відбуваються зміни в атмосфері й іоносфері на всіх широтах і довготах. Але ці зміни на середніх і низьких широтах відбуваються через визначений час після подій у високих широтах, і їх наслідки у різних областях, на різних широтах і в різний час різні. Тому наявне значне різноманіття наслідків вторгнення часток сонячного вітру в залежності від регіону.

Усе на Землі залежить від Сонця, що поставляє їй значну частину енергії. Спокійне Сонце (при відсутності на його поверхні плям, протуберанців, спалахів) характеризується сталістю в часі електромагнітного випромінювання у всьому його спектральному діапазоні, що включає рентгенівські промені, ультрафіолетові хвилі, видимий спектр, інфрачервоні промені, промені радіодіапазонів, а також сталістю в часі так званого сонячного вітру - слабкого потоку електронів, протонів, ядер гелію, що представляє собою радіальне витікання плазми сонячної корони в міжпланетний простір.

Хвильове випромінювання Сонця поширюється прямолінійно зі швидкістю 300 тис. км/сек і доходить до Землі за 8 хвилин. Молекули й атоми атмосферних газів поглинають і розсіюють хвильове випромінювання Сонця вибірково (на визначених частотах). Періодично, з ритмом приблизно 11 років, відбувається посилення сонячної активності (виникають сонячні плями, хромосферні спалахи, протуберанці в короні Сонця). Так починається світова магнітна буря. Період, коли магнітне поле збільшується, називається початковою фазою магнітної бурі і продовжується 4-6 годин. Далі магнітне поле повертається до норми, а потім його величина починає зменшуватися, тому що поршень сонячного корпускулярного потоку вже пройшов за межі Земної магнітосфери, а процеси усередині самої магнітосфери привели до зменшення напруженості магнітного поля. Цей період зниженого магнітного полючи називається головною фазою світової магнітної бури і триває 10-15 годин. Після головної фази магнітної бури випливає відбудовна (кілька годин), коли магнітне поле Землі відновлює свою величину. У кожнім регіоні збурювання магнітного поля відбувається по-різному.

 

 

 

•       вплив активності Сонця на погоду, на коливання клімату;

В останні роки все частіше говориться про сонячну активність, магнітні бурі і їхній вплив на людей.

Стало зрозуміло, що на людину діє цілий ряд космічних факторів, що викликають зміни в магнітосфері планети в результаті впливу на неї сонячних корпускулярних потоків. А саме:

1. Інфразвук, що представляє собою акустичні коливання дуже низької частоти. Він виникає в областях полярних сяйв, (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 38-39):

 у високих широтах і поширюється на всі широти і довготи, тобто є глобальним явищем. Через 4-6 годин від початку світової магнітної бурі плавно збільшується амплітуда коливань на середніх широтах. Після досягнення максимуму вона поступово зменшується протягом декількох годин. Інфразвук генерується не тільки при полярних сяйвах, але і при ураганах, землетрусах, вулканічних виверженнях так, що в атмосфері існує постійне тло цих коливань, на який накладаються коливання, зв'язані з магнітною бурею.

2. Ці процеси діють на біологічні системи, зокрема на нервову систему людини, впливають на психіку, викликаючи тугу без видимих причин, страх, паніку. З ними також зв'язують збільшення частоти захворюваності й ускладнень з боку серцево-судинної системи.

3. Також у цей час міняється інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, що приходить до поверхні Землі через зміну озонового шару у високих широтах у результаті дії на нього прискорених частинок.

Потоки, що викидаються із сонця, дуже різноманітні. Різні й умови в міжпланетному просторі, що вони переборюють, тому немає строго однакових магнітних бур. Кожна має своє обличчя, відрізняється не тільки силою, інтенсивністю, але й особливостями розвитку окремих процесів.

Вплив сонячної активності на виникнення захворювань установив ще в 20-х роках А.Л.Чижевский. Його вважають основоположником науки геліобіології. З тих пір проводяться дослідження, накопичуються наукові дані, що підтверджують вплив сонячних і магнітних бур на здоров'я. Замічено, що погіршення стану хворих максимально виявляється, по-перше, відразу після сонячного спалаху і, по-друге, - з початком магнітної бурі. Це пояснюється тим, що приблизно через 8 хвилин від початку сонячного спалаху сонячне світло (а також рентгенівське випромінювання) досягають атмосфери Землі і викликають там процеси, що впливають на функціонування організму, а приблизно через добу починається сама магнітосферна буря Землі.

З усіх захворювань, що піддані впливу цих бур, серцево-судинні були виділені, насамперед, оскільки їхній зв'язок із сонячною і магнітною активністю був найбільш очевидним. Проводилися зіставлення залежності кількості і ваги серцево-судинних захворювань від багатьох факторів зовнішнього середовища (атмосферний тиск, температура повітря, опади, хмарність, іонізація, радіаційний режим і так далі), але достовірний і стійкий зв'язок серцево-судинних захворювань виявляється саме з хромосферними спалахами і геомагнітними бурями.

Під час магнітних бур виявлялися суб'єктивні симптоми погіршення стану хворих, частішали випадки підвищення артеріального тиску, погіршувався коронарний кровообіг, що супроводжувався негативною динамікою ЭКГ. Дослідження показали, що в день, коли на Сонці відбувається спалах, число випадків інфаркту міокарда збільшується. Воно досягає максимуму наступного дня після спалаху (приблизно в 2 рази більше в порівнянні з магнітоспокійними днями).

Дослідження серцевого ритму показали, що слабкі збурювання магнітного поля Землі не викликали збільшення числа порушень серцевого ритму. Але в дні з помірними і сильними геомагнітними бурями порушення ритму серця відбуваються частіше, ніж при їх відсутності. Це відноситься як до спостережень у стані спокою, так і при фізичних навантаженнях.

Спостереження за хворими гіпертонічною хворобою показали, що частина хворих реагувала за добу до настання магнітної бурі. Інші почували погіршення самопочуття на початку, середині чи по закінченні геомагнітної бурі. Тільки на другу добу після бурі артеріальний тиск у хворих стабілізовувався.

Виявлено зв'язок сонячної активності і з функціонуванням інших систем організму, з онкозахворюваннями. Було встановлено, що в роки зниження сонячної активності захворюваність злоякісними пухлинами зростала. Найбільша захворюваність раком мала місце в період спокійного Сонця, найменша - при найвищій сонячній активності. Припускають, що це зв'язано з гальмуючою дією сонячної активності на малодиференційовані клітинні елементи, у тому числі на ракові клітки.

Під час магнітної бурі частіше починаються передчасні пологи, а до кінця бурі збільшується число швидких пологів. Учені також прийшли до висновку, що рівень сонячної активності в рік народження дитини істотно відбивається на його конституційних особливостях.

Дослідженнями в різних країнах на великому фактичному матеріалі було показано, що число нещасливих випадків і травматизму на транспорті збільшується під час сонячних і магнітних бур, що пояснюється змінами діяльності центральної нервової системи. При цьому збільшується час реакції на зовнішні світловий і звуковий сигнали, з'являється загальмованість, повільність, погіршується кмітливість, збільшується імовірність прийняття невірних рішень.

Проводилися спостереження впливу магнітних і сонячних бур на хворих, що страждають психічними захворюваннями, зокрема, маніакально-депресивним синдромом. Було встановлено, що в них при високій сонячній активності переважали маніакальні фази, а при низькій - депресивні. У такі дні збільшується кількість випадків суїциду, що аналізувалося за даними викликів швидкої допомоги.

Отже, Сонце висвітлює і зігріває нашу планету, без цього було б неможливе життя на ній не тільки людини, але навіть мікроорганізмів. (Мультимедійна презентація «Сонце - центральне тіло Сонячної системи», слайди 40):

 

7. Узагальнення і систематизація знань: пропонуються тести в електронному варіанті.

1. Центральне тіло нашої планетної системи це:

а) Земля;

б) Місяць;

в) Сонце;

г) Венера.

2. Сонце – це:

а) планета;

б) зоря;

в) супутник Землі;

г) найближча до Землі зоря.

3. Основний потік сонячного випромінювання ми одержуємо від:

а) сонячної корони;

б) фотосфери;

в) хромосфери;

г) сонячних плям.

4. Ядро, зона променистої рівноваги, конвективна зона, це –

а) складові сонячної корони;

б) внутрішня будова Сонця;

в) джерела енергії Сонця;

г) складові сонячної атмосфери.

5. Стан гравітаційної рівноваги, це стан зорі, в якому:

а) внутрішній тиск газу і випромінювання більший за вагу речовини зовнішніх шарів;

б) внутрішній тиск газу менший за вагу речовини зовнішніх шарів;

в) внутрішній тиск газу дорівнює вазі речовини зовнішніх шарів;

г) внутрішній тиск газу і випромінювання дорівнює вазі речовини зовнішніх шарів.

6. Джерелом енергії Сонця є:

а)  термоядерні реакції в його ядрі;

б) сонячні плями;

в) хромосферні спалахи;

г) протуберанці.

 

Оцінювання тесту та індивідуальних відповідей учнів.

 

8. Завдання додому (теоретичне і практичне спостереження), § 18 - §20, підручник «Астрономія – 11», авт.. Климишин І.А, Крячко І.П.

 

9. Підведення підсумків уроку.

 

Отже, вивчаючи Сонце, ми починаємо краще розуміти природу інших зір, недосяжних для безпосереднього дослідження через їхню віддаленість. Важливо досліджувати Сонце, спостерігати за ним, бо воно – джерело життя на Землі.