Свет Солнца - одна из самых важных вещей на Земле. Он поддерживает жизнь в каждом организме нашей планеты, и без него мы бы просто не существовали. Но каким образом он влияет на нас? И почему Солнце светит вообще? Давайте узнаем, как работают эти процессы.
Ещё одна звезда в небе
В древности люди не знали, почему светит Солнце. Но уже тогда они заметили, что оно появляется рано утром и исчезает вечером, а на смену ему приходят яркие звезды. Его считали дневным божеством, символом света, добра и власти. Сейчас наука шагнула далеко вперед и Солнце уже не столь загадочно для нас. Десятки сайтов и книг расскажут о нём множество подробностей, а NASA даже продемонстрирует его снимки из космоса.
Сегодня мы смело можем утверждать, что Солнце не какой-нибудь особенный и неповторимый объект, а звезда. Такая же, как тысячи других, которые мы видим в ночном небе. Но другие звезды очень далеки от нас, поэтому с Земли они кажутся крохотными огоньками.
Солнце к нам гораздо ближе, и его сияние видно намного лучше. Оно является центром звездной системы. Вокруг него вращаются планеты, кометы, астероиды, метеороиды и другие космические тела. Каждый объект движется по своей собственной орбите. Наименьшее расстояние до Солнца имеет планета Меркурий, самые дальние части системы не изведаны. Одним из дальних объектов является Седна, которая делает полный оборот вокруг светила за 3420 лет.
Почему Солнце светит?
Как и все остальные звезды, Солнце представляет собой огромный горячий шар. Предполагается, что оно образовалось из остатков других звезд около 4,5 миллиардов лет назад. Газ и пыль, освободившиеся из них, стали сжиматься в облако, температура и давление в котором постоянно повышались. «Разогревшись» примерно до десяти миллионов градусов, облако превратилось в звезду, ставшую гигантским генератором энергии.
Так почему Солнце светит? Все это из-за термоядерных реакций внутри него. В центре нашего светила водород непрерывно превращается в гелий, под действием очень высокой температуры - около 15,7 миллионов градусов. В результате такого процесса вырабатывается огромное количество тепловой энергии, сопровождаясь свечением.
Термоядерные реакции проходят только в солнечном ядре. Излучение, которое оно вырабатывает, распространяется вокруг звезды, формируя несколько внешних слоев:
- зону лучистого переноса;
- конвективную зону;
- фотосферу;
- хромосферу;
- корону.
Свет Солнца
Основное количество видимого света производится в фотосфере. Это непрозрачная оболочка, которую отождествляют с поверхностью Солнца. Температура в Цельсиях фотосферы - 5 000 градусов, но есть на ней и более «холодные» области, называемые пятнами. В верхних оболочках температура вновь увеличивается.
Наше светило относится к жёлтым карликам. Это далеко не самая старая и не самая крупная звезда во Вселенной. В своей эволюции она достигла примерно половины пути и проживет в таком состоянии ещё около пяти миллиардов лет. Затем Солнце превратится в красного гиганта. А после сбросит внешнюю оболочку и станет тусклым карликом.
Свет, который оно излучает сейчас, практически белого цвета. Но с поверхности нашей планеты он виден жёлтым, так как рассеивается и проходит через слои земной атмосферы. Близким к реальному цвет излучения становится в очень ясную погоду.
Взаимодействие с Землёй
Расположение Земли и Солнца относительно друг друга неодинаково. Наша планета постоянно движется вокруг звезды по своей орбите. Полный оборот она делает за один год или примерно за 365 дней. За это время она преодолевает расстояние в 940 миллионов километров. На самой планете движение не ощущается, хотя каждый час она проходит примерно 108 километров. Последствия такого путешествия проявляются на Земле в виде смены времен года.
Однако сезоны определяет не только движение вокруг Солнца, но и наклон земной оси. Относительно орбиты она наклонена на 23,4 градуса, поэтому разные уголки планеты освещаются и согреваются звездой не одинаково. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, там лето, а в Южном полушарии в это же время зима. Через полгода всё меняется с точностью наоборот.
Мы часто говорим, что Солнце появляется днём. Но это лишь выражение, ведь оно и создает нам день. Его лучи пробиваются через атмосферу, освещая планету с утра до вечера. Их яркость настолько сильна, что остальных звезд днем мы просто не видим. Ночью Солнце не перестает светить, просто Земля поворачивается к нему то одним, то другим боком, ведь она вращается не только по орбите, но и вокруг собственной оси. Полный оборот она делает за 24 часа. На стороне развернутой к светилу - день, на противоположной - ночь, каждые 12 часов они меняется.
Незаменимая энергия
От нашей планеты расстояние до Солнца составляет 8,31 световых лет или же в 1,496·10 8 километров, чего вполне достаточно для существования жизни. Более близкое расположение сделало бы Землю похожей на безжизненную Венеру или Меркурий. Впрочем, уже через миллиард лет звезда должна стать горячее на 10%, а ещё через 2,5 млрд. лет она сможет буквально иссушить все живое на планете.
В настоящее время температура светила подходит нам идеально. Благодаря этому, на нашей планете появилось огромное разнообразие жизненных форм, начиная от растений и бактерий, заканчивая человеком. Все они нуждаются в солнечном свете и тепле, и легко умрут при длительном их отсутствии. Свет звезды способствует фотосинтезу растений, при котором вырабатывается жизненно важный кислород. Её ультрафиолетовое излучение усиливает работу иммунитета, способствует выработке витамина D, помогает самоочищению атмосферы от вредных веществ.
Неравномерное прогревание Земли Солнцем создает движение воздушных масс, что, в свою очередь, создает климат и погоду на планете. Свет от звезды влияет на установление циркадных ритмов у живых организмов. То есть, вырабатывается строгая зависимость их активности от смены времени суток. Так, одни животные активны только днём, другие только ночью.
Наблюдение за Солнцем
Среди ближайших к нам звёздных систем Солнце не является самой яркой. Оно занимает по этому показателю только четвертое место. Например, звезда Сириус, которую отлично видно в ночном небе, превосходит его по яркости в целых 22 раза.
Несмотря на это, мы не можем смотреть на Солнце невооруженным взглядом. К Земле оно находится слишком близко и наблюдать его без специальных приборов губительно для зрения. Для нас оно примерно в 400 тысяч раз ярче, чем свет, отражаемый Луной. Невооруженным глазом смотреть на него мы можем только на закате и рассвете, когда его угол небольшой и светимость падает в тысячи раз.
В остальное время, чтобы увидеть Солнце, нужно использовать специальные солнечные телескопы или светофильтры. Если при этом проецировать изображение на белый экран, то разглядеть пятна и вспышки на нашем светиле возможно даже с непрофессиональной техникой. Но делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить её.
— довольно обычная звезда для Млечного Пути — не самая яркая, не самая большая и имеет возраст всего 4,5 миллиарда лет. На настоящий момент Солнце единственная известная нам звезда, чьи свет и тепло поддерживают жизнь на единственной обитаемой планете, нам известной. К счастью для нас, Солнце еще светило в тем времена, когда несколько сотен тысяч лет назад появились первые люди. Но откуда у Солнца может быть столько топлива? Почему оно до сих пор не погасло, как свеча или костер? И когда же наша звезда окончательно выгорит?
Почему светит Солнце?
Этот вопрос поднимался учеными уже в XIX веке. В то время ученым было известно только два способа, которыми Солнце могло бы генерировать энергию: либо оно создавало тепло и свет в результате гравитационного сжатия — оно стягивалось к центру и излучало энергию (в виде тепла, ощущаемого нами на ), поэтому со временем стало бы уменьшаться. Либо Солнце горело буквально как уголь в печи — в результате химической реакции, знакомой нам всем, и возникающей, когда мы разжигаем огонь. Взяв за основу то, что любая из перечисленных гипотез могла бы поддерживать объяснение функционирования Солнца, ученые тех лет точно рассчитали, какое время наше светило могло бы существовать, если бы на нем происходил соответствующий процесс. Но ни один результат не совпал с той цифрой, которую исследователи знали о возрасте — 4,5 миллиарда лет. Если бы Солнце сжималось или горело, у него не было бы топлива уже задолго до того, как мы появились на сцене эволюции. Стало очевидно, что на Солнце происходило что-то другое.
Уравнение Энштейна
Несколько десятилетий спустя, вооружившись знаменитым уравнением Эншнейна E = mc2, которое предсказывало, что любая масса должно иметь эквивалентное количество энергии, британские астрономы 1920-х годов предположили, что Солнце фактически превращало свою массу в энергию. Однако вместо печи, которая превращает древесину и уголь в золу и почерневший углерод (излучая свет и тепло), центр Солнца больше похож на гигантскую атомную электростанцию.
Термоядерное топливо Солнца
Солнце содержит огромное количество атомов водорода. Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречается с другим атомом водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкивают друг друга. Это предотвращает встречу одного из протонов друг с другом. Но ядро Солнца сильно разогрето и находится под таким давлением, что атомы перемещаются с большой кинетической энергией, которая позволяет им преодолевать силу, связывающую их структуру, и электроны начинают отделяться от своих протонов. Это означает, что протоны, обычно находящиеся внутри ядра атома водорода, могут касаться друг друга и объединяются в ядра других элементов в результате процесса, называемого термоядерным синтезом
. Эта реакция происходит с высвобождением колоссального количества энергии.
Так же, как и внутри ядерного реактора, атомы внутри ядра Солнца врезаются друг в друга каждую секунду. В результате таких столкновений чаще всего случается, что четыре протона водорода сливаются друг с другом, чтобы создать один атом гелия. В результате такого синтеза часть массы этих четырех микроскопических протонов оказывается «потеряна», поскольку атом гелия весит меньше, чем суммарно четыре протона. Но поскольку Вселенная сохраняет материю, она не может просто навсегда исчезнуть, эта масса превращается в неимоверное количество энергии — каждую секунду Солнце излучает 3,9 × 10 в степени 26 Вт мощности. (Это такое огромное количество энергии, что, честно говоря, нельзя привести никакой аналогии с земными процессами. Возможно, это число можно оценить следующим образом: такое количество ватт намного больше, чем все электричество, которое весь мир будет тратить текущими темпами более нескольких сотен тысяч столетий).
Сколько будет гореть Солнце?
Эффективность реакции термоядерного синтеза является основной причиной того, что Солнце постоянно излучает тепло, — энергия, выделяемая путем превращения всего одного килограмма водорода в гелий эквивалентна той, которая выделяется при сжигании 20 000 тонн угля. Поскольку Солнце достаточно массивно и относительно молодо, считают, что оно использовало только около половины своего топлива — водорода.
В конце концов, ядро Солнца преобразует весь свой водород в гелий, и звезда умрет. Но не переживайте. Этого не произойдет еще примерно 5 миллиардов лет.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Почему солнце светит? Наверное, каждый родитель сталкивался любознательностью своих деток, которые готовы задавать тысячу и один вопрос за день. Обучая ребенка наблюдению за окружающей средой, у малыша возникал вопрос, а почему солнышко горит, а что было бы, если бы оно перестало озарять. Вроде бы, простые вопросы и ответы на них знает каждый взрослый.
Но не всегда точно и правильно мы можем на них ответить. Много интересных историй, фактов можно найти в энциклопедиях, просторах всемирной паутины. Вспомним из школьного курса астрономии, по массе и размерам Солнце во много раз больше Земли. В его состав входят водород (преимущественно) и гелий.
Вокруг дневного небесного тела ходит много разных легенд и мифов у каждого народа. В стародавние времена считали Богом света и ему поклонялись, посвящали песни, проводили обряды. Например, на его называли – Ярило, в Древнем Египте – Ра, Греции – Гелиос в золотой колесниц, в Австралии — образ девушки сидящей на дереве, древние славяне называли четыре лика бога – Хорсу, Ярило, Джадьбог, Сварог.
В одной из легенд говорится, что его свет и тепло из-за постоянного горения угля, но, сколько угля должно сгореть. Согласно древним мифам египетского народа Ра днем ежедневно в ладье проплывает по Нилу, а ночью сражается в подземном царстве, возвращаясь утром победителем. Греки рисовали Гелиоса в золотом шлеме, считали его жителем Олимпа.
Народы Африки все явления непонятного происхождения сравнивали с разными частями тела человека. В их представлении со светящимися подмышками управлял временными промежутками. Отпустит руку, начнет смеркаться, ляжет спать наступает ночь. Индусы, жители Индии, обожествили Сурью, как целителя и стража врат неба. Его главный атрибут карета с семью лошадьми. Наравне с мифами суеверные придумали приметы, относящиеся именно к цвету солнышка.
Прошло много времени и ни мало открытий сделали ученые. Например, доказали, что Солнце – звезда, а не спутник нашей Земли. Дневная звезда – играет самую главную роль на планете Земля. От ее лучей и тепла зависит жизнь не только человека, но и всего живого вокруг. Давным-давно наши предки заметили, что утром светило восходит, становится тепло, светло.
Наша планета находится в солнечной системе, следовательно, солнце является центром этой системы. И каждая планета совершает свой оборот вокруг него, следуя своей оси. Если планета солнечной системы – это твердое состояние, то звезда по имени Солнце – газообразный шар.
Как и все звезды, солнце представляет собой совокупность пыли и газа, за счет постоянно происходящих внутри ядра реакций превращения водорода в гелий под очень высокой температурой. Весь этот процесс сопровождается излучением света, который мы видим. За сутки солнечные лучи освещают всю землю, согревая население разных континентов в разное время.
Почему солнце светит днем
Солнышко лучистое улыбается нам с утра. Когда наука не была развита, а астрономия как наука была не известна, люди просто наблюдали за небесными телами. И в свое время сделали открытие, что с восходом одного светила наступает день, а с его заходом – ночь. О дневном светиле слагали разные легенды, давали различные имена.
Предпринимали попытки разгадать, почему оно бывает только днем. Объясняя движение божества Ра (олицетворял бога солнце), Египет сложил красивую легенду. Утром он проплывал по реке, несся с собой мир, спокойствие. Ночью спускался в подземелье, вел бой и выигрывал, возвращаясь на следующий день, даря новую зарю.
Спустя много времени учеными было опровергнуто, ни мало фактов. Они доказали, что Солнце – это звезда и вокруг нее вращаются все планеты ее системы. Она самая яркая и большая по отношению к планетам звезда, которая ближе всех к голубой планете.
Итак, почему солнце светит днем, а не ночью, а если это звезда, то почему мы ее не видим на ночном небе. Ответы на эти вопросы очень просты. Планета вращается не только вокруг Солнца, она крутит обороты вокруг собственной оси. Наступит утро или ночь зависит от того, какой стороной она повернута к источнику освещения. Его восход зависит от вращения Земли.
Наше утро наступает и день начинается тогда, когда из-за линии горизонта появится солнышко. Днем мы не можем наблюдать ночные звезды на небе, это связано с тем, что солнечные лучики рассеиваются, затмевая их блеклое мерцание.
Почему солнце ярко светит
Для человека тема космоса, небесных тел, вселенной, всегда останется не до конца изученной. Она пленяет своей неизвестностью, тайной не одно тысячелетие. Ученые разных временных эпох пытались разгадать тайну дня и ночи. Придумывали различные способы наблюдения за движениями тел в небе, создали обсерватории и телескоп, покорили космос. Все выше перечисленные действия не помогли человеку ближе подобраться к основному источнику жизни. Поверхность луны изучена, а вот подлететь к Солнцу не возможно.
От солнечных дней зависит не только благоприятная погода, хорошее настроение, в целом всё жизнеобеспечение живых организмов. Доказано, что Солнце – газообразно. Об этом свидетельствует температура внутри ядра. Его поверхность покрыта высокой температурой, за счет которой происходят разные реакции превращения. Термоядерные реакции требует затрат большого количества энергии.
Поэтому видим на дневном небе маленький круг, согревающий всё вокруг и дарящий жизнь. На сегодняшний день миру неизвестен ни один металл, ни одно вещество, ни одна материя переносящая температуру несколько тысяч по Цельсию.
Как долго будет, светит, никто не знает, современные технологии предполагают, запасов водорода должно хватит на несколько миллиардов лет, точно никто не знает. В процессе горения не только физические, но химические вещества расширяются. Умы науки выдвинули версию, когда запасы водорода и гелия начнут иссякать, ядро сожмется, поверхность расшиться, произойдет взрыв, умрет яркая звезда, обернувшись в туман. Остановится жизнедеятельность всего живого.
Подсчитано, что в среднем величина излучения, исходящего из каждого квадратного метра солнечной поверхности, составляет 62 тыс. киловатт, что приблизительно равно мощности Волховской ГЭС. Мощность же излучения всего Солнца эквивалентна работе 5 миллиардам миллиардов (5·10 18) таких электростанций!
Приведем еще одну цифру: каждый квадратный метр солнечной поверхности излучает столько света, сколько его могли бы дать 5 млн 100-ваттных электрических лампочек... Так, без устали, наше лучезарное светило "трудится" не столетия и даже не тысячелетия, а миллиарды лет!
Что же происходит на Солнце? Откуда оно непрерывно черпает поистине колоссальное количество энергии?
В 1920 году выдающийся английский астроном Артур Эддингтон (1882-1944) впервые предположил, что источником солнечной энергии может быть термоядерный синтез. Впоследствии другие ученые развили эту идею. Согласно современным представлениям, в глубинах Солнца и ему подобных звезд происходят ядерные реакции, то есть процессы, в ходе которых образуются не химические соединения, а ядра новых химических элементов. И вот в раскаленных недрах светила, где температура может достигать 15 млн градусов, ядра атомов водорода - протоны, преодолевая силу взаимного отталкивания, сближаются и, "сливаясь", образуют ядра гелия. Этот процесс превращения водорода в гелий состоит из цепочки трех последовательных ядерных взаимодействий, получивших название протон-протонного цикла , в результате которого из четырех ядер водорода образуется одно ядро гелия. Но масса ядра гелия несколько меньше массы четырех протонов. Так, при синтезе 1 г водорода "дефект массы" составляет 7 мг. Зная это и используя открытый Альбертом Эйнштейном (1879-1955) закон взаимосвязи массы и энергии , можно подсчитать, что только при "сгорании" 1 г водорода выделяется 150 млрд калорий! В солнечном же термоядерном "котле" каждую секунду должно "сгорать" 564 млн т водорода, то есть превращаться в 560 млн т гелия. И если бы из оставшихся на Солнце запасов водорода половина пошла на термоядерный синтез, то Солнце светило и согревало бы Землю с неослабевающей силой еще на протяжении 30 млрд лет. Значит, термоядерный процесс может быть тем неиссякаемым источником энергии Солнца, который так долго не удавалось установить.
Термоядерные реакции протекают лишь при температурах более 10 млн градусов. Такая высокая температура может господствовать только в самой "центральной" области Солнца с радиусом, равным примерно четверти солнечного. Энергия в этом самоуправляемом термоядерном реакторе выделяется в виде жестких гамма-квантов.
"Просачивание" излучения из центра Солнца к поверхности совершается крайне медленно. При этом в процессе переноса энергии от слоя к слою гамма-кванты дробятся. Сперва они превращаются в кванты рентгеновских лучей, затем в ультрафиолетовые... Пройдет около 10 млн лет, прежде чем родившиеся в недрах светила гамма-кванты выйдут из него фотонами видимого света. Таким образом, свет, испускаемый Солнцем сегодня, был порожден еще в конце третичного периода, то есть задолго до появления на Земле типа современного человека.
Но оптическое (видимое) излучение Солнца не отражает физической сущности явлений, совершающихся в глубинах светила. А если так, то солнечный термоядерный синтез - всего лишь гипотеза, которую требуется доказать.
Разделы: Начальная школа , Конкурс «Презентация к уроку»
Презентация к уроку
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цели урока:
- формировать представление о звёздах;
- развивать представления о форме, размерах, цвете предметов;
- воспитывать умение работать в коллективе.
Оборудование: учебник «Окружающий мир» 1 класс автор А.А. Плешаков, рабочая тетрадь, проектор, презентация, пластилин.
ХОД УРОКА
1. Организационный этап
2. Мотивирование к учебной деятельности
– Ребята, сегодня Муравьишка пришел сказать
вам спасибо. Вы ответили на многие его вопросы,
Но не может он отгадать загадку. А отгадав
загадку, мы узнаем тему нашего урока.
(2 слайд)
Загадка
Рассыпалось к ночи зерно,
Глянули утром – нет ничего.
Что это? (Звезды)
– Сегодня мы будем искать ответ на вопрос «Почему Солнце светит днем, а звезды – ночью» А для этого мы отправимся в космическое путешествие.
Дети встают и говорят слова:
«Ждут нас быстрые ракеты
На далекие планеты
На какую захотим
На такую полетим
Звезды, в гости ждите нас». (3 слайд)«Раз, два, три
Аккуратно надо сесть,
Чтоб приборы не задеть.
Кресло займи,
Пристегни ремни».
3. Актуализация знаний
– Мы пролетаем в космическом пространстве и
видим много светящихся точек. (4 слайд)
– Что это? (Это звезды)
– А что такое звезды?
Дети высказывают свои предположения.
4. Изложение нового материала
(5 слайд)
Звезды – огромные пылающие шары. Они находятся
далеко от Земли и поэтому кажутся маленькими. Они
мерцают разным цветом: красным, белым, желтым,
голубым.
(6 слайд)
Белые и голубые звезды – очень горячие. Желтые
звезды холоднее белых, красные холоднее
желтых. Размеры у звезд разные.
– А почему звезды светят ночью, а Солнце днем?
– Как вы, ребята, думаете?
(Ответы детей)
5. Моделирование звезд
(7 слайд)
– Сейчас мы будем создавать модели звезд. Какая
самая большая звезда? (Альдебаран)
– А самая маленькая? (Солнце)
– Какая из звезд холоднее? (Альдебаран)
– Какие звезды очень горячие? (Регул и Сириус)
– Почему звезды кажутся маленькими?
Вывод. Солнце – звезда, желтый карлик.
6. Физкультминутка
7. Закрепление новых знаний
(9 слайд)
Солнце – это звезда, которую мы видим днем.
– Почему мы видим Солнце, а такую большую звезду
Альдебаран не видим? (Это ближайшая к Земле
звезда)
Солнце – это огромный огненный шар.
Температура на поверхности Солнца – 20 млн.
градусов. Солнце в 109 раз больше Земли.
Если представить, что мяч это Солнце, то
горошина – это наша Земля. Солнце создаёт нам
день, его лучи достигают поверхности Земли,
согревают её, освещают. Без Солнца не было бы
жизни на Земле. Пока светит Солнце, сияние
других звёзд не видно.
8. Физкультминутка
9. Работа по стр. 89 учебника
Звезды, звезды, с давних пор
Приковали вы навеки
Человека жадный взор.
Люди с давних пор наблюдали за звездами. Раньше
их называли звездочетами, а сейчас ученые –
астрономы. (10 слайд)
Люди, наблюдая за звездами, заметили, что они
образуют разные фигуры: птиц, зверей, людей. Эти
фигуры назвали созвездиями и дали им имена.
Загадка
Из какого ковша
Не пьют, не едят,
А только на него глядят. (Созвездие Большой медведицы)
Недалеко от этого созвездия люди обнаружили еще одно созвездие Льва. Оно состоит из 70 звезд.
10. Итог урока
Мы с полета возвратились
И на Землю опустились.
Вопросы. (12 слайд)
11. Рефлексия
На доске два солнца: веселое и грустное.
– Ребята, если вы работали активно на уроке и узнали что – то новое о звездах, то добавьте лучик веселому солнцу, а если вам было скучно на уроке и вы ничего нового не узнали, то добавьте лучик грустному солнцу.
