Тема: "Источники энергии и внутреннее строение Солнца".

Тема: Источники энергии и внутреннее строение Солнца. Урок 20 Ход урока: I Опрос учащихся. У доски   1. Хромосфера  2. Фотосфера  3. Солнечная корона и активностью.  4. Задача №3 (стр. 118)  Остальные: Диктант: 1. Что можно увидеть в телескоп на Солнце?  2. Каково направление вращения Солнца?  3. Чему равен солнечный параллакс?  4. Во сколько раз Солнце больше Земли?  5. Какова эффективная температура Солнца?  6. Почему солнечное пятно темнее фотосферы?  7. Какой слой атмосферы мы видим на Солнце?  8. Во сколько раз нужно увеличить размер Солнца, чтобы светимость увеличилась в 2 раза?  9. Каков период солнечной активности?  10. Яркие гигантские выступы и арки (выбросы вещества на Солнце в хромосферу)  11. Причина появления гранул на Солнце.  12. Угловой размер (видимый диаметр) Солнца.  13. В каком физическом состоянии вещество на Солнце?  14. Идеальный излучатель ­ поглотитель энергий.  15. Причина появления пятен?  Задача: Какова мощность излучения, приходящаяся на 1 кг солнечного вещества. II Новый материал. 1. Источник энергии Солнца.       Излучает Lʘ=3,876.1026 Дж/с –огромнейшие потери энергии. Закон сохранения →откуда восполняется энергия, превращаясь в излучение?.    В 1931г Ханс Альбрехт Бете указывает, что источником энергии в звездах является ядерный синтез. В 1937г открывает термоядерную реакцию, а в 1939г в работе  “Генерация энергии в звездах” строит количественную теорию ядерных процессов внутри звезд, найдя цепочку (цикл) ядерных реакций, проводимых к синтезу гелия.  Цепочка (цикл) протон­протонный (хотя есть и другие циклы):  1Н+1Н→2D+е++  ν    (позитрон + нейтрино+дейтерий+2,2Мэв).  2D+1H>3He+γ   (гамма­квант+тритий+ 5,5Мэв).  3Не+3Не→4Не+1Н+1Н   (гелий+протон+протон+12,8Мэв)   При этом выделяется огромная энергия. Рассчет выделение энергии при "сгорании" водорода модно провести, используя формулы.  Формула Эйнштейна 1,00728 а.е.м­ масса протона; 1,00866 а.е.м ­ масса нейтрона Е=∆mc2 ∆m=(mр N=ν.NА=(m/M).NА  .Z+mh .N)­mядра  дефект массы число молекул 4,0026 а.е.м ­ масса ядра гелия, 1 а.е.м = 1,6605655∙10­27 кг  NА= 6,022045.1023 моль­1­ число Авогадро  Т.к. Мʘ=2.1030 кг, то Н гореть еще 150 млрд.лет, но горит в центре только 0,1Мʘ, следовательно еще гореть Солнцу примерно  5­7 млрд. лет. Все виды излучения  ежесекундно уносят порядка ~ 4 млн.т.  Нейтрино ­ элементарная частица, появляющаяся в ходе термоядерной реакции, проникает свободно через звезды, планеты. Регистрируя их с помощью нейтринных  телескопов (глубоко под землей, над водой) можно “заглянуть” внутрь Солнца. 2. Внутреннее строение Солнца. Т=Т (r)  p=p (r)  ρ ρ =  (r)   }    функции от глубина Зона конвенции ­ происходит перемешивание вещества. Нагретые слои поднимаются к фотосфере и  остыв, уступают место нижним более нагретым.   Зона излучения – (от 0,3R до 0,7R) здесь происходит процесс переноса энергии излучаемой ядром в  вышележащие слои путем многократного поглощения и последующего ее переизлучения с постепенным увеличением длины волны и понижения температуры.    Ядро ­ в общепринятой теоретической модели Солнца (так называемой "Стандартной модели")  предполагается, что подавляющая часть энергии вырабатывается реакциями прямого синтеза водорода  c образованием гелия.  Приближенные расчеты можно выполнить с помощью обычных формул, выделив условно внутри  Солнца столбик площадью S и h=R  ρ ρ F=mg= Vg= SRg Отсюда давление p=F/S= GM/R можно вычислить один из параметров: давление, среднюю плотность, температуру если известны  другие. . Из закона Всемирного тяготения g=GM/R2. Тогда вес столба P= SGM/R . Применяя уравнение Менделеева­Клапейрона (pV=(m/μ )RT)  ρ ρ .  3. Закрепление материала  1. Задача:  На сколько худеет Солнце за 1 минуту?  2. Задача: Какая энергия поступает в оз. Песчаное, имеющее площадь 1,2 кв.км, в течение 1 минуты в ясную погоду, если высота Солнца над горизонтом 45о, а через  атмосферу проходит 80% солнечной энергии? Когда Солнце на этой высоте?  3. Задача: Сравните количество энергии, которое выделяется при вспышке, с количеством энергии, выделяющимся при взрыве мегатонной бомбы (410 Дж).     III. Итог  1. Откуда Солнце черпает неиссякаемый источник энергии?  2. Что такое протон­протонный цикл?  3. Как вычислить излучаемую Солнцем энергию, дефект массы?  4.Что представляет собой внутреннее строение Солнца?  5. Как происходит перенос энергии из недр на поверхность?  6. Оценки. Дома: §20, вопросы стр. 122, ПР №6   Дополнительно:  Какое количество энергии выделилось бы, если бы Солнце целиком состояло из водорода и весь водород превратился бы в гелий? На сколько лет  хватило бы водорода для поддержания нынешней светимости Солнца?