Презентация "Солнце и его строение"

МУЛЬТИМЕДИЙНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ по теме: «Солнце, его строение. Солнце и жизнь Земли.»

Солнце – центральное тело Солнечной системы, является типичным представителем звезд, наиболее распространенных во Вселенной тел.

Солнце — единственная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,8 % от суммарной массы всей Солнечной системы.

Как и многие другие звезды, Солнце представляет собою огромный шар, который состоит из водородно-гелиевой плазмы и находится в равновесии в поле собственного тяготения.

Солнце излучает в космическое пространство колоссальный поток излучения, который в значительной мере определяет физические условия на Земле.
Земля получает всего лишь одну двухмиллиардную долю солнечного излучения. Однако и этого достаточно, чтобы управлять и климатом на земном шаре.

Средний диаметр 1,392×109 м (109 диаметров Земли)
Длина окружности экватора 4,379×109 м
Площадь поверхности 6,088×1018 м²
Средняя плотность 1409 кг/м³
Радиус 6,955×108 м
Объём 1,4122×1027 м³
Масса 1,9891×1030 кг
Эффективная температура
поверхности 5515 C°

По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V («жёлтый карлик»). Температура поверхности Солнца достигает 6000 K, поэтому Солнце светит почти белым светом, но из-за более сильного рассеяния и поглощения коротковолновой части спектра атмосферой Земли прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок.

Солнце находится на расстоянии около 25 000 световых лет от центра Млечного Пути и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225—250 миллионов лет. Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет, а одну астрономическую единицу за 8 земных суток. В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики.

Текущий возраст Солнца (точнее — время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 миллиарда лет. Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 миллиарда лет назад.
Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 миллиардов лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла.

Для изучения Солнца используются телескопы особой конструкции – башенные солнечные телескопы.

направляет его лучи вниз на главное зеркало, а затем они попадают в спектрографы или другие приборы, с помощью которых проводятся исследования Солнца.

Система зеркал непрерывно поворачивается вслед за Солнцем и

Башенный солнечный телескоп Крымской астрофизической обсерватории БСТ-1 (1957 г.)

Важнейшую информацию о физических процессах на Солнце дает спектральный анализ. В спектре Солнца Йозеф Фраунгофер в 1814 г. обнаружил и описал линии поглощения, по которым, как стало ясно почти полвека спустя, можно узнать состав его атмосферы.

Солнечный спектр

В настоящее время в солнечном спектре зарегистрировано более 30000 линий, принадлежащих 72 химическим элементам. Спектральными методами гелий (от греческого «гелиос» – солнечный) был сначала открыт на Солнце и лишь затем обнаружен на Земле.

Йозеф Фраунгофер

водород составляет около 70% солнечной массы,
гелий – более 28%,
остальные элементы – менее 2%. Количество атомов этих элементов в 1000 раз меньше, чем атомов водорода и гелия.

Вещество Солнца сильно ионизовано: атомы, потерявшие электроны своих внешних оболочек и ставшие ионами, вместе со свободными электронами образуют плазму. Средняя плотность солнечного вещества примерно 1400 кг/м3. Она соизмерима с плотностью воды и в 1000 раз больше плотности воздуха у поверхности Земли.

В центре Солнца находится солнечное ядро. Ядро — самая горячая часть Солнца, температура в ядре составляет 15 000 000 К. Плотность ядра — 150 000 кг/м³.
В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий - 4. Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии.

Радиоактивная зона — средняя зона Солнца. Располагается непосредственно над солнечным ядром. Плазма в этой зоне сжата настолько плотно, что соседние частицы не могут поменяться местами, из-за чего перенос энергии путём перемешивания вещества очень затруднён. Дополнительные препятствия для перемешивания вещества создаёт низкая скорость убывания температуры по мере движения от нижних слоёв к верхним. Прямое излучение наружу также невозможно, поскольку вещество непрозрачно для излучения, возникающего в ходе реакции ядерного синтеза.

Единственный способ, переноса энергии — это последовательное поглощение и излучение фотонов отдельными слоями частиц.

Конвекционная зона — область Солнца, в которой перенос энергии из внутренних районов во внешние происходит главным образом путём активного перемешивания вещества — конвекции. Конвективная зона Солнца занимает примерно треть объёма. Когда горячая плазма поднимается к верхней границе конвективной зоны, она охлаждается за счёт излучения энергии в фотосферу, остывает и погружается вглубь, где нагревается излучением лучистой зоны, после чего цикл повторяется. Поскольку зона ядерных реакций отделена от зоны перемешивания

вещества зоной лучистого переноса, то гелий практически не выносится в поверхностные слои Солнца, а накапливается в его ядре.

Фотосфера (слой, излучающий свет) достигает толщины ~320 км и образует видимую поверхность Солнца. Из фотосферы исходит основная часть оптического (видимого) излучения Солнца, излучение же из более глубоких слоёв до неё уже не доходит. Температура в фотосфере достигает в среднем 5800 К. Здесь средняя плотность газа составляет менее 1/1000 плотности земного воздуха, а температура по мере приближения к внешнему краю фотосферы уменьшается до 4800 К. Водород при таких условиях сохраняется почти полностью в нейтральном состоянии.

Фотосфера образует видимую поверхность Солнца, от которой определяются размеры Солнца, расстояние от поверхности Солнца и т. д.

Хромосфера — внешняя оболочка Солнца толщиной около 10 000 км, окружающая фотосферу. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с её красноватым цветом. Верхняя граница хромосферы не имеет выраженной гладкой поверхности, из неё постоянно происходят горячие выбросы. Температура хромосферы увеличивается с высотой от 4000 до 15 000 градусов. Плотность хромосферы невелика, поэтому яркость её недостаточна, чтобы наблюдать её в обычных условиях. Но при полном солнечном затмении, когда Луна закрывает яркую фотосферу, расположенная над ней хромосфера становится видимой и светится красным цветом.

Её можно также наблюдать в любое время с помощью специальных узкополосных оптических фильтров.

Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Несмотря на её очень высокую температуру, от 600 000 до 5 000 000 градусов, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения, так как плотность вещества в короне мала, а потому невелика и её яркость. Поскольку температура короны велика, она интенсивно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Эти излучения не проходят сквозь земную атмосферу.

Существуют горячие активные и спокойные области, а также корональные дыры с относительно невысокой температурой в 600 000 градусов, из которых в пространство выходят магнитные силовые линии.

Зелёный лист растения - источник жизни на Земле благодаря поступлению на Землю энергии Солнца.

Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических.

При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза.

Тепло и свет Солнца обеспечили развитие жизни на Земле, формирование месторождений угля, нефти и газа.

Большинство источников энергии, которые использует человечество, связаны с Солнцем.

Список рекомендуемой литературы

Основная литература
Логвиненко, О.В. Астрономия: учебник / Логвиненко О.В. — Москва: КНОРУС, 2019.
3. Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс : учебник для общеобразоват. организаций / Б. А. Воронцов-Вельяминов, Е. К. Страут. — Москва: Дрофа, 2019.
 
Интернет-ресурсы
1. http://www.vokrugsveta.ru Астрофизический портал. Новости астрономии.
2. http://spacegid.com Интерактивный гид в мире космоса.
3. http://астрономия.рф Общероссийский астрономический портал.
4. http://space-my.ru Репозиторий Вселенной.
5. http://www.astronet.ru Российская астрономическая сеть.
6. http://www.inasan.ru ФГБУН Институт астрономии РАН