Тема: "Строение атмосферы Солнца".

Тема: Строение атмосферы Солнца. Ход урока: I Опрос учащихся.  Урок 19 1. У доски 1.Светимость Солнца. Способы определения (закон Стефана­Больцмана).  2. Температура (закон Вина). Химический состав.  3. Вращение. Размер и масса (способы определения).  2. На компьютере Положение Солнца, его координаты. Фотографии из архива, из Интернета (текущее время). 3. Остальные 1. Задача: Как изменилась бы светимость Солнца, если бы его температура увеличилась в 2 раза при том же размере?  2. Задача: Какую температуру имеет нагретое тело, если максимум излучаемой энергии приходится на волну 1250Å (1Å=10­10м) ?  3. Задача: Какова вторая космическая скорость на уровне фотосферы Солнца?  ≈ ρср.  10≈ ­4кг/м3 10≈ 17атом/см3. Н­водород. Излучает  II Новый материал. Солнечная атмосфера состоит из 3х   слоев: фотосфера, хромосфера, солнечная корона. 1.Фотосфера ­светящаяся “поверхность” Солнца, =нижний слой атмосферы 300­400км., Т 5800К,  прочти всю энергию.  а).  гранулы  размером до 1000км., время существования до 8мин. Непрерывно появляются и исчезают причина ­ движение вещества в фотосфере  (подъем и опускание в под фотосферной области за счет конвекции, начиная с глубины 0,3R, т.е подобие кипящей рисовой каши).  б). Пятна­ диаметром от нескольких до 100 тыс. км. (крупные существуют до нескольких месяцев). Имеют ядро, волокнистую структуру полутени.  Пятна появляются на широте ∓400(редко 500) группами (редко одно), но обязательно есть и на противоположной стороне Солнца и опускаются до  широты ∓50 где исчезают (существуя от нескольких дней до нескольких месяцев). Пятно видно так как более холодное по сравнению с остальной частью фотосферы  ≈ ( 4500К). Причина ­ торможение магнитным полем конвекции, (на поверхность поступает <энергии), глубина воронки 300­400км. Расщепление линий в спектре  указывает на существование магнитного поля. В пятнах напряженность  магнитного поля 1500­4500 Эрстед, в то время как в спокойных областях Солнца напряженность­  5 Эрстед.  Что пятно холодное и в них существует магнитное поле, установлено в 1908г Дж. Э. Хейл (1868­1938, США).      Рудольф Вольф (1816­1893, Швейцария) в 1852г установил зависимость 11­летний цикл появления пятен), что 4 года происходит подъем, а 7 лет затухание ­ цикл 111/9 лет, и ввел число Вольфа W=(10g+f).k характеризирующую активность пятно образований, где g ­ число групп, а f ­ число пятен. Самая большая из когда­либо  зарегистрированных групп солнечных пятен достигла своего максимума 8 апреля 1947г. Она захватила область площадью в 18130 миллионов квадратных километров.      Главное пятно имеет одну полярность, а хвостовое ­ противоположную. Если в данном цикле главное имело северный магнитный полюс, то в следующем цикле главное  будет иметь южный полюс. Последний 23­й наблюдаемый цикл имел растянутый МАХ  1999­2001гг, а минимум был в 2006 году. Вообще то цикл  11,1 лет, но  предсказать невозможно.  в) Вокруг солнечных пятен наблюдались светлые ореолы, температура которых на 10К> чем у окружающего газа и радиус в 2 раза> радиуса пятна,  открыты в 1999 году.  г) Фотосферные факелы ­ более светлые образования (примерно на 300 К горячее), связанные с выносом более горячего вещества за счет усиления конвекции в  подфотосферных слоях.  Факел ­ долгоживущее образование, он часто не исчезает в течение целого года, а группа пятен на его фоне "живёт" около месяца. Волокна  факелов отчётливо видны лишь около края диска Солнца (но не на самом краю), где превышение их яркости над фоном достигает 10­20%.  ≈ 2. Хромосфера (греч. "сфера цвета") названа так за свою красновато­фиолетовую окраску (видна только при полных затмениях, или при помощи  специальных приборов). Состоит из трех слоев: нижний ­ до 1500 км, Т 5000К; средний 1500­4000 км , Т    Т=20000­50000К. Яркость хромосферы не одинакова. Между хромосферой и короной лежит узкий переходный слой, в котором температура быстро  растёт от ~ 104 до ~ 106 К.  а) Факелы (хромосферные)­наиболее яркие участки расположены над фотосферными нитями и факелами.  б) Вспышки самые мощные и быстроразвивающиеся (слабые вспышки исчезают через 5­10 мин, а самые мощные до нескольких часов) происходят в   6000­15000 К; верхний 4000­10000км  ≈ ≈ результате быстрой перестройка ("перезамыкание") магнитных полей. Небольшие вспышки происходят по несколько раз в сутки, мощные (охватывают десятки млрд. км2)  значительно реже. Как правило они наблюдаются вблизи пятен.  Вспышка ­ взрывной процесс сопровождающийся выбросами электрически заряженных частиц ­ потока  протонов и электронов.  в) Спикулы ­ на краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени, представляющие вытянутые столбики из уплотненного газа, температура которых выше  чем в фотосфере. Диаметры спикул ~ 1000 км, скорости подъёма или опускания   солнечной поверхности. Механизм образования спикул связан со сложной структурой магнитных полей фотосферы.  г) Протуберанцы ­ гигантские яркие вспышки и арки, опирающиеся на хромосферу и врывающиеся в солнечную корону ­ это выброс вещества (плазмы). Наиболее  распространены "спокойные" протуберанцы, появление которых обычно связано с развитием группы пятен, но существуют они значительно дольше пятен (до 1 года).  Другой вид протуберанцев связан с выбросами вещества вверх (обычно после вспышек) со скоростями ~ 100­1000 км/с (т. н. быстрые ­ эруптивные протуберанцы).   20 км/с, время жизни ­ минуты. На высоте h  3000 км они занимают ок. 2% площади  ≈ ≈    3. Солнечная корона =протяженность от 1R ­ 8­10 R Солнца. Наблюдается во время затмений (или с помощью коронографа) серебристо­жемчужного  цвета с Т≥1млн.К. Почти круглая в период МАX, сильно вытянута в плоскости экватора в MIN.  Солнечную корону образует чрезвычайно разреженный  газ, и даже слабые магнитные поля, проникающие в корону, оказывают существенное влияние на её характеристики и строение. В короне выделяются  корональные щёточки близ полюсов, дуги и корональные лучи на более низких широтах. Структура короны довольно устойчива, существенные  изменения происходят за годы.      – периодический комплекс нестационарных образований в атмосфере Солнца (петли, факелы, протуберанцы и т.д.). Связующее звено     Сверхкорона ­ отдельные выбросы плазмы доходит до земли. Температура до 1 млн. К ­ нагревается за счет волнового движения возникающего при конвекционном  движении газа внутри Солнца.  Разгон частиц осуществляется магнитным полем; частицы движутся по спирали.  4. Солнечная активность между различными ярусами центров активности – магнитное поле. Период – 11 лет (4 подъема – 7 затухание).      К 1997г установлено, что на Солнце одновременно происходит до 30 тысяч различных взрывных событий. Они подробно исследованы с помощью космического УФ  спектрометра SOHO (Солнечная геосферная обсерватория). Их средняя продолжительность   1 мин, протяженность 1500 км, скорость выброса вещества до 1500 км/с.  Так 6 января 1997г зафиксирован “протуберанец” диаметром >40 млн.км, что привело к увеличению солнечного ветра с 350 до 430 км/с у Земли.      К 2007 году прошло наблюдаемых 23 цикла солнечной активности. Анализ в 20­22 циклах  показал, что экватор вращался с почти постоянным синодическим периодом  26.92 ± 0.02 сут. Но после 1996г вращение значительно ускорилось, и в 23­ем цикле доминирует период 26.57 ± 0.07 сут (рост скорости на 1.3 %). Почему? ­ неизвестно.  ≈ III. Закрепление материала. СР№10 Итог 1. Из каких слоев состоит солнечная атмосфера?  2. Наблюдаемые явления в солнечной атмосфере?  3. Что такое солнечная активность?  4. Оценки.  Дома: § 19. Вопросы стр. 118.