Сонце- найближча зоря

Тема 4. Сонце – найближча зоря. Загальні відомості про Сонце. Будова Сонця і джерела його енергії. Атмосфера і поверхня Сонця. Сонячна активність. Прояви сонячної активності.

1. Загальні відомості про Сонце

Протягом всієї історії людської цивілізації в багатьох культурах Сонце було об'єктом поклоніння. Культ Сонця існував у давньому Єгипті, де сонячним божеством був Ра. У греків богом Сонця був Геліос , який, за переказами, щодня проїжджав небом на своїй колісниці. В слов'янській міфології було два сонячних божества — Хорс і Дажбог.

Сонце — потужне джерело енергії, яку воно постійно випромінює в усіх ділянках спектра електромагнітних хвиль - від рентгенівських і ультрафіолетових променів, до радіохвиль. Сонце існує близько 5 млрд. років , а може світитися ≈ 10 млрд. років

98% маси Сонця складають водень і гелій. Сонце обертається навколо своєї осі в тому ж напрямку, що і планети навколо нього, тобто проти годиникової стрілки. Світність (тобто потужність випромінювання ) Сонця . Щоб краще уявити цю величину, зауважимо, що при сучасному розвитку електроенергетики людство лише за 10 млн років змогло б виробити таку кількість електроенергії, яка дорівнювала б енергії, що її випромінює Сонце за 1с.

Сонце - зірка, навколо якої обертається наша планета. Середня відстань від Землі до Сонця, тобто велика піввісь орбіти Землі, складає 149,6 млн. км = 1 а.о. (астрономічна одиниця)

Сонце — розжарена газова куля. Хімічний склад (за кількістю атомів) визначено з аналізу сонячного спектра:водень складає близько 90%,гелій — 10%,інші елементи — менше 0,1% . Речовина на Сонці дуже іонізована, тобто атоми втратили свої зовнішні електрони й разом з ними стали вільними частинками іонізованого газу — плазми.

1868 рік англійський учений Д. Локєр виявив гелій в атмосфері Сонця

2. Будова Сонця і джерела його енергії

Сонце – це не звичайний жовтий карлик, як раніше було прийнято говорити. Це зірка, біля якої є планети, що містять багато важких елементів. Це зірка, яка утворилася після вибухів наднових, вона багата залізом і іншими елементами. Біля якої змогла сформуватися така планетна система, на третій планеті якої - Землі - виникло життя.

Будова Сонця

Ядро – зона, де зосереджена половина сонячної маси і виділяється практично вся енергія, що змушує його світитись, і яка знаходиться від центра Сонця і до віддалі (0,2-0,3)радіуса Сонця. Зона променистої рівноваги – зона, в якій енергія переноситься шляхом поглинання випромінювання і наступного його перевипромінювання. Усі надра Сонця перебувають у стані променистої рівноваги. Конвективна зона – зона, де енергія переноситься шляхом конвекції,і в перенесенні енергії починає брати участь сама речовина.

Головні джерела енергії Сонця : Термоядерний синтез. Гравітаційне стискання

3. Атмосфера і поверхня Сонця

Сонце має складну будову як внутрішніх, так і зовнішніх шарів. Зовнішні шари Сонця - це його атмосфера, яку умовно поділяють на три концентричні оболонки: Фотосфера. Хромосфера. Сонячна корона

Фотосфера. Фотосфера – це найнижчий і найщільніший шар атмосфери, 300 км завтовшки, і саме її називають поверхнею Сонця. Вона має жовто-білий колір і густину, в сотні разів меншу від густини атмосфери при поверхні Землі. Температура фотосфери зменшується з висотою, і той її шар,випромінювання якого сприймає людське око, має температуру 6000 К. Активні утвоення у фотосфері – плями.

Поверхня фотосфери “засіяна” дрібними яскравими зернятками, розділеними вузькими темними доріжками. Ці зернятка називають гранулами. Гранули – це потоки гарячого газу, які підіймаються догори, тоді як у темних, дещо прохолодніших місцях, газ опускається вниз. Температура гранул на 500 К вища, ніж у проміжках між ними, розміри – близько 700 км. Гранули з’являються та існують пересічно близько 7 хв, після чого розпадаються, і на їхньому місці виникають нові.

Хромосфера (з грец. - «забарвлена сфера»), її можна побачити під час повного сонячного затемнення у вигляді вузького жовто-червоного кільця. Товщина хромосфери становить 12 - 15 тис. км, а температура зростає від 4500 К на межі з фотосферою до 100000 К у її верхніх шарах. Активними утвореннями в хромосфері – спікули (схожі на язики полум'я).

Хромосфера нагадує траву, що горить. Час життя окремої спікули - до 5 хв, діаметр біля основи - від 500 до 3000 км, температура у 2-3 рази вища, а густина менша, ніж у фотосфері. Речовина спікул піднімається із хромосфери в корону і розчиняється в ній. Через спікули відбувається обмін речовини хромосфери з короною

Сонячна корона. Вона має сріблясто-білий колір і простягається на висоту в кілька сонячних радіусів, поступово переходячи у міжпланетний простір. Температура її на межі з хромосферою становить 100000 К, а далі зростає до 2000000 К.спостерігається лише під час повної фази сонячного затемнення чи за допомогою спеціальних телескопів. Корона не має чітких обрисів, її неправильна форма змінюється з часом.

Сонячна корона перебуває в стані динамічної рівноваги. Вона постійно поповнюється речовиною із хромосфери, і одночасно з неї в міжпланетний простір витікає неперервний потік частинок (протонів, електронів, частинок, іонів ) , який називають сонячним вітром.

У внутрішніх шарах корони виникають величезні потоки плазми аркоподібної чи фонтаноподібної форми - протуберанці (від латинського protubero - здуватись).

4. Сонячна активність. Прояви сонячної активності.

Сонячна активністьсукупність явищ на поверхні Сонця, зумовлених процесами в його надрах. Проявами сонячної активності є плями, факели, протуберанці, спалахи. Що більше цих утворень, то вищою є активність Сонця. Спостереження свідчать, що з часом сонячна активність змінюється.

Існує чимало зручних способів кількісно оцінити рівень сонячної активності. Найпростіший і найраніше запроваджений індекс сонячної активності - число Вольфа (Р. Вольф ( 1816 - 1893 ) - швейцарський астроном ): , де g - кількість груп плям, f - загальна кількість плям.

Прояви сонячної активності на ЗемліВплив сонячних спалахів на магнітосферу і атмосферу (руйнування озонового шару,полярні сяйва, магнітні бурі)

Вплив на погоду (утворюються тайфуни, посилюються засухи у місцях з континентальним кліматом)

Коливання клімату Землі (коливання рівня води у Каспійському морі,зміна клімату Ісландії та Гренландії)

Вплив на рослинний і тваринний світ (циклічність урожайності, розмноження каракуртів, бліх, саранчі, циклічність епідемій)

Вплив на самопочуття людей і їх працездатність (найчутливішими є нервова і серцево-судинна системи людини)

Запитання та задачі для самоконтролю студентів до модуля№21. Яка планета має найбільші кільця і один із найбільших супутників? А. Нептун ; Б. Сатурн; В. Земля; Г. Марс.2. Яких хімічних елементів найбільше на Сонці? А. H та He; Б. N та O; В. Fe та Ni; Г. Ag та Au.3. Що розташовано у центрі Землі? А. Мантія; Б. ядро; В. кора; Г. атмосфера.4. Що таке протуберанець?5. Назвіть планети земної групи та вкажіть їхні основні характеристики.6. Поясніть причини зоряного дощу.7. Напишіть, що вам відомо про астероїди.8. Опишіть, як проявляється сонячна активність і як вона впливає на біосферу Землі.

9. На якій планеті є полярні шапки та найвища гора. Сонячної системи - Олімп?А. Меркурій; Б. Юпітер; В. Марс; Г. Земля.10. Яка температура поверхні Сонця?А. 1000 К; Б. 6000 К; В. 60 00 К; Г. 15 · 10 6 К.11. Зовнішній шар атмосфери Сонця називається…А. фотосферою; Б. конвективною зоною;В. короною; Г. хромосферою.12. Що таке болід?13. Назвіть планети - гіганти та вкажіть їхні основні характеристики?14. Поясніть причини припливів та відпливів.15. Напишіть, що вам відомо про комети.16. Опишіть схематично гіпотезу процесу утворення Сонячної системи.