Предлагаемый методический материал представляет собой тематическую подборку информации для проведения занятий по предметам по выбору, для элективных курсов, внеклассных мероприятий, предметных декадников по предметам естественнонаучного цикла, в том числе и географии. Также материал вполне успешно может быть использован для подготовки сообщений, докладов, рефератов по соответствующей теме.
МЕТОДИЧЕСКИ МАТЕРИАЛ НА ТЕМУ:
«ЗЕМЛЯ И СОЛНЦЕ»
В с п о м н и т е:
1. Объясните, как количество тепла, поступающее на земную поверхность,
зависит от угла падения солнечных лучей?
2. Назовите пояса освещенности Земли, покажите их границы.
3. Что называется прямой радиацией? Рассеянной? Суммарной?
4. В каких единицах измеряется количество теплоты?
1. Солнце – основной источник энергетических процессов на Земле.
Земля получает определенное количество радиационной энергии от
космических лучей из Вселенной. Однако главным источником энергии была и
остается солнечная радиация: тепловая, световая, электромагнитная. Ученый
Ал. Чижевский кратко и точно определил значение Солнца для Земли:
«Излучение Солнца является главным возбудителем жизнедеятельности Земли, а
жизнь на Земле обязана, главным образом, солнечному лучу». Солнце причастно
и к происхождению таких видов источников энергии, как поглотившие
солнечные лучи, накопившие и сохранившие их каменный уголь, нефть, торф.
Энергия солнечного луча используется на построение растительной массы, в
почве – для накопления запасов органических веществ, что обеспечивает
жизнедеятельность почвенных микроорганизмов.
Благодаря Солнцу
осуществляются круговороты веществ, воды, воздуха в биосфере.
Солнце по сравнению с другими звездами по размерам и светимости
относится к средним и принадлежит к классу желтых звезд. Это раскаленный
шар, состоящий в основном из газов – водорода и гелия. На Солнце по лучевому
спектру обнаружены все элементы таблицы Менделеева. Средняя плотность его
1,41 г/см3. На поверхности температура около 6000 °С. У более горячих, так
называемых белых звезд (н а п р и м е р, Сириус) температура на поверхности
15–20 тыс. °С, а у красных (н а п р и м е р, Бетельгейзе) – около 3000 °С.
Диаметр Солнца в 10,91 раза больше диаметра Земли. Свет от Солнца до Земли
проходит за 8 минут 18 секунд.
Источником энергии на Солнце являются термоядерные процессы. С
глубиной температура повышается до 15–20 млн градусов. Непрерывно
происходят процессы распада, превращения одних химических элементов в
другие (н а п р и м е р, водорода – в гелий). Молекулы и атомы некоторых
веществ ионизированны, происходит процесс отрыва электронов, то есть они
переходят в плазменное состояние. Выделяется энергия, которая поступает к
границам атмосферы Земли. Наибольшую и постоянную часть излучения Солнцасоставляют световые и инфракрасные лучи горячей солнечной плазмы. До Земли
доходит лишь одна двухмиллиардная (1:2 000 000 000) часть излучаемой
Солнцем ядерной электромагнитной энергии. Тем не менее такое количество
настолько велико, что не позволяет остыть Земле, которая постоянно отдает
часть энергии в космическое пространство.
Солнце, как и планеты, вращается вокруг оси, причем скорость вращения его
частей разная: экваториальные делают оборот за 25 земных суток, а у полюсов –
за 30 суток.
2.
Солнечная атмосфера:
Протуберанцы.
фотосфера,
хромосфера,
корона.
Солнечная атмосфера состоит из трех оболочек. Основная нижняя часть
атмосферы – фотосфера (ослепительно светящаяся оболочка) – слой
непрозрачного газа толщиной до 300 км, в которую поступает из центра Солнца
энергия и излучается в пространство. Температура в ней понижается от 5000 °С
до минимальной – 4500 °С, уменьшается и плотность.
В фотосфере часто появляются солнечные пятна – темные образования,
относительно холодные (на 1–2 тыс. градусов ниже обычной температуры
сферы), поэтому на ярком фоне Солнца кажутся углублениями. Они возникают
группами, отличаются сильным магнитным полем и сохраняются от
нескольких часов до нескольких месяцев. Когда число пятен увеличивается, на
Земле происходят магнитные бури, то есть возмущения в магнитном поле
Земли. Темные пятна окружены яркими, достаточно устойчивыми
волокнистыми образованиями – фотосферными факелами, температура в них
выше температуры в фотосфере. Они занимают большую площадь, чем пятна.
Выше фотосферы располагается хромосфера – до 1400 км, она прозрачна. Для
нее характерно такое проявление солнечной активности, как яркие вспышки,
внезапно появляющиеся и медленно ослабевающие. Во время вспышки
усиливаются рентгеновское и ультрафиолетовое излучения, выбрасываются
частицы солнечного вещества – корпускулы.
Внешний слой солнечной атмосферы не имеет определенных границ. Это
корона, состоящая из раскаленной плазмы, которая поступает из более глубоких
слоев Солнца. Иногда на краю солнечного диска можно видеть огненные
светящиеся фонтаны или облака, выброшенные на высоту нескольких десятков и
даже сотен тысяч километров – протуберанцы. Из короны непрерывно в
космическое пространство направляются потоки корпускул и плазмы. Этот
солнечный ветер перемещается с большой скоростью – от 300 до 810 км/с.
Благодаря систематическим наблюдениям за Солнцем обнаружено, что оно в
результате излучения теряет 4 млн тонн вещества в секунду и уменьшается вразмерах. Однако подсчитано, что даже при таких темпах его хватит на 2 ∙ 1013
лет.
Корону Солнца трудно увидеть. Она хорошо видна лишь во время полных
солнечных затмений, когда Луна становится между Солнцем и Землей и
целиком закрывает от нас яркую поверхность самого Солнца (рис. 7).
Солнечные оболочки находятся в состоянии постоянных изменений. В связи с
солнечной активностью непрерывно меняется интенсивность и качественный
состав радиации.
Солнечные пятна, факелы, вспышки, магнитные бури,
изменения в ультрафиолетовой радиации влияют на природные процессы
поверхности Земли, на атмосферные явления, на процессы, происходящие в
органическом мире и др. От них зависит самочувствие человека, его здоровье.
его
Ученые установили,
Для изучения Солнца,
активности
организованы систематические наблюдения во многих
странах.
что активность
проявляется через определенные интервалы; средний
период ее изменений равен 11 годам.
Распределение солнечной энергии по поверхности
Земли зависит от ее формы, массы, вращения вокруг
оси и движения вокруг Солнца, а также от
взаимодействия с другими небесными телами.