Источники энергии и внутреннее строение Солнца Активное солнце. Извержение протуберанца, июль 2002 года. — презентация
Презентация была опубликована 7 лет назад пользователемАлла Яхимова
Похожие презентации
Презентация на тему: » Источники энергии и внутреннее строение Солнца Активное солнце. Извержение протуберанца, июль 2002 года.» — Транскрипт:
1 Источники энергии и внутреннее строение Солнца Активное солнце. Извержение протуберанца, июль 2002 года
2 Источник внутренней энергии Излучая L ʘ =3, Дж/с – Солнце теряет энергию. Закон сохранения откуда восполняется энергия? В 1931г Ханс Альбрехт Бете ( , Германия, в США с 1935г) указывает, что источником энергии в звездах является ядерный синтез. В 1937г открывает термоядерную реакцию, а в работе Генерация энергии в звездах (1939г) строит количественную теорию ядерных процессов внутри звезд, найдя цепочку (цикл), проводящую к синтезу гелия. 1 Н+ 1 Н 2 D+е + +ν (дейтерий +позитрон + нейтрино + 2,2 Мэв). 2 D+ 1 H 3 He+γ (тритий + гамма-квант + 5,5 Мэв). 3 Не+ 3 Не 4 Не+ 1 Н+ 1 Н (гелий + протон + протон + 12,8 Мэв). Условием возникновения термоядерной реакции является Т>10 млн.К. Внутри Солнца (звезд) водород ионизирован — т.е. в виде ядер протона 1 Н. Двигаясь с очень большими скоростями протоны насколько сближаются, преодолевая электрические силы отталкивания, что вступают в действия ядерные силы и начинается реакция (термоядерная) с выделением энергии. Цепочка (цикл) протон-протонный – превращение 4 ядер 1 Н в ядро 4 Не. Это медленная реакция (7, лет) так как обусловлена слабыми взаимодействиями. Внутри в центре Солнца (звезд) водород выгорает, превращаясь в гелий. 10 млн.К. Внутри Солнца (звезд) водород ионизирован — т.е. в виде ядер протона 1 Н. Двигаясь с очень большими скоростями протоны насколько сближаются, преодолевая электрические силы отталкивания, что вступают в действия ядерные силы и начинается реакция (термоядерная) с выделением энергии. Цепочка (цикл) протон-протонный – превращение 4 ядер 1 Н в ядро 4 Не. Это медленная реакция (7,9. 10 9 лет) так как обусловлена слабыми взаимодействиями. Внутри в центре Солнца (звезд) водород выгорает, превращаясь в гелий.»>
3 Строение Солнца Ядро – гелиевое (0,3R ) Зона излучения – (от 0,3R до 0,7R) происходит процесс переноса энергии излучаемой ядром в вышележащие слои путем поглощения и последующего ее переизлучения с постепенным увеличением длины волны и понижения температуры Зона конвенции — (от 0,7R до 1,0R) При М ʘ = кг и горении Н в центре ему еще гореть 5-7 млрд. лет. Излучения Солнца приводят к уменьшению массы Солнца на
4 млн.т в секунду. Высвобождаемая энергия превышает недельную выработку электроэнергии на всём земном шаре и сравнима с энергией землетрясений и ураганов.
4 Внутреннее строение Солнца Приближенные расчеты можно выполнить с помощью обычных формул, выделив условно внутри Солнца столбик площадью S и h=R F=mg=ρVg=ρSRg но g=GM/R 2 Тогда вес столба P=ρSGM/R давление p=F/S=ρGM/R Применяя уравнение Менделеева-Клапейрона pV=(m/μ )RT можно вычислить один из параметров: давление, среднюю плотность, температуру если известны другие.
5 Наблюдения Солнца Проводятся в специализированных обсерваториях Телескоп солнечной обсерватории на озере Big Bear США. Национальной солнечной обсерваторий США (1962г, 1,6-м зеркало). С помощью этой системы МакМат-Пирса можно получить изображение Солнца с диаметром в 75 см. Сибирский солнечный радиотелескоп (ССРТ, Россия) один из крупнейших астрономических инструментов. Расположен в долине, разделяющей два горных хребта Восточные Саяны и Хамар-Дабан, на расстоянии 220 км от Иркутска. Это крестообразный интерферометр, состоящий из двух линий 128 x 128 параболических антенн диаметром 2,5 метра, установленных эквидистантно с шагом 4,9 метра и ориентированных в направлениях востокзапад и северюг. Длина каждой из линейных баз интерферометра 622,3 метра. Введен в 1984г, работает на волне l = 5,2 см. Выполняется всепогодный мониторинг солнечной активности в одномерном режиме с угловым разрешением до 15″.
6 Исследования Солнца. Нейтрино Байкал — одно из наиболее подходящих мест на Земле для размещения глубоководных детекторов Черенковского излучения. На Байкальской нейтринной станции с 1998г работает нейтринный телескоп NT-200, смонтированный со льда. Еще зимой 1992 года на глубине метров на расстоянии 3,6 км от берега был установлен несущий каркас телескопа, а в 1998 году Байкальский нейтринный телескоп стал одной из крупнейших в мире установок для исследования нейтрино высоких энергий. NT-200: Элементы конструкции установки из высокочувствительных фотоприемников, которые помещены в стеклянные шары выдерживающие давление до 150 атмосфер на глубине метров. Нейтрино — элементарная частица, рождаемая при термоядерных реакциях внутри Солнца (звезд), свободно проникающая через звезды, планеты и т.д. Регистрируя их с помощью нейтринных телескопов можно заглянуть внутрь Солнца. Нейтринный телескоп SuperKamiokande (модернизированный Каmiokande-II), размещен в горах Японии на глубине 1 км под землей. Детектор — огромный резервуар (40×40 м) из нержавеющей стали, заполненный т необычайно чистой воды, которая служит мишенью для нейтрино. На поверхности резервуара размещены фотоумножителей (ФЭУ), регистрирующие появляющиеся импульсы голубого цвета, известные как Черенковское излучение, которые сообщают о столкновении нейтрино с молекулой воды.
7 Исследования Солнца КА Японская рентгеновская обсерватория «Йоко» (Yohkoh), запуск г для изучения рентгеновского и гамма- излучения Солнца. Сведен с орбиты г. Солнечная и гелиосферная обсерватория («SOHO») — Научно- исследовательский спутник (Solar and Heliospheric Observatory — SOHO), запущенный ЕКА 2 декабря 1995г с предполагаемым сроком работы около двух лет. Выведен на орбиту вокруг Солнца в одной из точек Лагранжа (L1), где уравновешиваются гравитационные силы Земли и Солнца. Одиннадцать инструментов на борту спутника предназначены для исследования солнечной атмосферы (в частности ее нагревания), солнечных колебаний, процессов выноса солнечного вещества в пространство, структуры Солнца, а также процессов в его недрах. Ведет постоянное фотографирование Солнца, по которым открыто свыше 1000 комет. Работает и сейчас. Исследование Солнца проводилось многими КА в том числе и специализированными: Спутник для изучения короны Солнца «TRACE (Transition Region & Coronal Explorer)» запущен г. Задача — исследование области перехода между короной и фотосферой с помощью 30-см ультрафиолетового телескопа.
8 Исследование Солнца КА КА «Коронас-Ф» (Комплексные ОРбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца) весом 2260 кг запущен 31 июля 2001 года. Проведение фундаментальных исследований геофизического околоземного пространства, исследования галактических и солнечных лучей (всеволновых наблюдений Солнца), свойств ионосферы Земли и ее взаимодействия с магнитосферой. Срок предполагал работу КА 6 месяцев, а был сведен с орбиты г. Это второй спутник из серии «Коронас» (предыдущий, «Коронас-И», в период с марта 1994 года по декабрь 2000 года исследовал излучения Солнца во всём диапазоне частот, космических лучей, а также выбросов и вспышечных процессов на Солнце, его колебаний (гелиосейсмологии), исследования динамики солнечных возмущений земной магнитосферы. Ulysses (ЕКА) предназначена для измерения параметров солнечного ветра, магнитного поля вне плоскости эклиптики, изучения полярных областей гелиосферы. Провел сканирование экваториальной плоскости Солнца вплоть до орбиты Земли. Это единственный КА, движущийся перпендикулярно Первые его проходы над полюсами были 1994г (южный) и 1995г (северный), когда активность Солнца была минимальной. Во время вторых проходов в 2000г (южный) и 2001г (северный) светило было на пике своей активности. АС Ulysses, запущенная г, г начала третий виток вокруг Солнца.
9 Гелиосейсмология Все резонансные колебания в солнечной атмосфере могут возбуждаться волновыми силами из конвективной зоны. Если единый волновой процесс охватывает все Солнце, то говорят о пульсации Солнца как звезды. Были открыты колебания с периодом 2ч40мин и амплитудой в 20 км. Наблюдаются так же пульсации с периодом в 20 – 40 минут. Точные измерения продолжительности солнечных затмений, а также прохождения Меркурия и Венеры по диску Солнца показали, что в XVII веке диаметр Солнца превышал нынешний примерно на 2000 км, то есть на 0,1%. Гелиосейсмология – наука изучающая колебания Солнца. В солнечной атмосфере распространяются акустические волны подобие звуковых в воздухе: как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами волны км. Колебания носят резонансный характер и происходят с периодом около 5 минут (лежат в диапазоне примерно от 3 до 10 мин). Амплитуда колебаний от 100 – 200 м/сек до 1 – 2 км/сек в хромосфере. Впервые колебания обнаружили Р. Лейтон, Р. Нойс и Дж. Саймон в 1960-х годах. Структура Солнца, иллюстрирующая p- и g-моды глобальных колебаний Солнца. резонансные колебания, а резонатором является хромосферные колебания над пятнами. В солнечных пятнах период колебаний составляет 2 – 3 минуты. Это так же
Источник
Презентация пофизике «ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ СОЛНЦА»
Описание презентации по отдельным слайдам:
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ СОЛНЦА Выполнил ученик 11 класса Корниенко Сергей
Строение Солнца Ежесекундно Солнце теряет около 4,3 млн. тонн массы на излучение. В год это составляет 1,4·1014 тонн. Но Солнце очень велико: 1 % своей массы оно потеряло бы на излучение за 150 млрд. лет. И на протяжении миллиардов лет Солнце излучает огромную энергию.
Согласно современным представлениям, на Солнце происходят термоядерные реакции, сопровождающиеся огромным выделением энергии. В ходе этих реакций при очень высоких температурах одни химические элементы превращаются в другие.
Источники энергии Солнца В недрах Солнца в виде отдельных протонов находится сильно ионизованный водород. Скорость протонов в условиях высоких температур настолько велика, что они сближаются, преодолевая электрические силы отталкивания. На очень близких расстояниях вступают в действие мощные ядерные реакции, в ходе которых происходит синтез новых химических элементов. Фактически внутри Солнца водород превращается в гелий.
Это превращение описывается протон-протонным циклом – очень медленной реакцией (характерное время 7,9∙109 лет). Ее суть состоит в том, что из четырех протонов получается ядро гелия. При этом выделяются пара позитронов и пара нейтрино, а также 26,7 МэВ энергии. Рассмотрим цепочку протон-протонного цикла. На первом этапе слияние двух протонов сопровождается образованием дейтерия (ядра тяжелого водорода) и испусканием позитрона и нейтрино:
Каждую секунду Солнце перерабатывает около 600 миллионов тонн водорода. Запасов ядерного топлива хватит еще на пять миллиардов лет, после чего оно постепенно превратится в белый карлик.
Одним из продуктов протон-протонного цикла является нейтрино. Эти частицы почти без взаимодействия способны проникать сквозь толщу всей звезды, унося часть энергии непосредственно из ее центральных областей. Нейтрино имеют огромную проникающую способность и поэтому трудноуловимы
Одним из продуктов протон-протонного цикла является нейтрино. Эти частицы почти без взаимодействия способны проникать сквозь толщу всей звезды, унося часть энергии непосредственно из ее центральных областей. Нейтрино имеют огромную проникающую способность и поэтому трудноуловимы. . Одним из продуктов протон-протонного цикла является нейтрино.
Эти частицы почти без взаимодействия способны проникать сквозь толщу всей звезды, унося часть энергии непосредственно из ее центральных областей. Нейтрино имеют огромную проникающую способность и поэтому трудноуловимы.
Тем не менее, существуют специальные нейтринные обсерватории, которые фиксируют потоки солнечных нейтрино. Регистрация нейтрино – крайне важная задача, поскольку именно нейтрино несет информацию о процессах, происходящих в недрах Солнца и подобных ему звезд.
Номер материала: ДБ-1153014
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Минпросвещения планирует организовать форум Учителей года
Время чтения: 1 минута
Ростовская школа набрала 19 первых классов
Время чтения: 1 минута
Сергей Кравцов доложил Владимиру Путину о ходе реализации ключевых задач в системе образования
Время чтения: 3 минуты
В Рособрнадзоре рассказали о предварительных результатах ЕГЭ-2021
Время чтения: 3 минуты
Люди с инвалидностью смогут получить второе высшее образование бесплатно
Время чтения: 2 минуты
Итальянский учитель дал детям задание на лето и прославился
Время чтения: 4 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник
Презентация к уроку астрономии по теме «Солнце» 11 класс
Описание презентации по отдельным слайдам:
Солнце Само слово «Солнце» происходит от древнеанглийского слова, означающее «юг» — «South»[сауСС] Учитель физики МАОУ «Гимназия № 1» г. Саратова Лысенко Лариса Николаевна
Солнце — одна из звёзд нашей Галактики (Млечный Путь) и единственная звезда Солнечной системы Солнце в 109 раз крупнее Земли и в 333000 раз массивнее. D=1400000 км m=2 ∙ 1030 кг плотность меняется в зависимости от слоя, средняя плотность 1.408 г/см3. Но ближе к ядру увеличивается до 162, 2 г/см3, что в 12.4 раз превосходит земную. По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V (жёлтый карлик).
Точке на солнечном экваторе требуется 24,47 дней, чтобы обернуться вокруг Солнца. Скорость вращения оси нашей звезды уменьшается с приближения к полюсам, 38 дней для районов вокруг полюсов. Вращение Солнца можно заметить, наблюдая солнечные пятна. Все пятна перемещаются по его поверхности. Это является частью общего вращения Солнца вокруг собственной оси. Исследования показывают, что Солнце вращается дифференцированно, т.к это плазменный шар
Жизнь» звезды — это «борьба» между двумя противоположно направленными силами: гравитацией, пытающейся сжать звезду, и газовым давлением, стремящимся рассеять звезду в окружающее пространство. Fп.д Fт
Звезда наполнена водородом (74.9%) и гелием (23.8%). Среди более тяжелых элементов присутствуют кислород (1%), углерод (0.3%), неон (0.2%) и железо (0.2%). В ядре небесного тела формируется солнечная энергия из-за ядерного синтеза, трансформирующего водород в гелий. При этом каждую секунду в излучение превращаются 4,26 млн тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца Химический состав
Астроном Марк Томпсон установил 80мм телескоп с увеличением 50х, направил его на Солнце, и посмотрел в телескоп. Правда, свои глаза он не стал подвергать угрозе повреждения – вместо него Солнцем «любовался» глаз свиньи. Через 20 секунд глаз начинает дымиться, образовалось отверстие, проходящее через роговицу и хрусталик. Томпсон рассек глаз, и выяснил, что степень повреждения очень высока – излучение поразило и глубинные слои глазного яблока, а не только поверхность.
Строение Солнца Зона термоядерных реакций 0-0,3R, зона переноса лучистой энергии- 0.3-0,7 R, конвективная зона -0,7-1R
Фотосфера — это поверхность Солнца, которую может увидеть человеческий глаз с помощью увеличительных устройств Фотосфера Фотосферой называют нижний слой солнечной атмосферы — видимую поверхность Солнца, она достигает толщины 100-400 км. Именно фотосфера является источником видимого излучения Солнца, температура составляет от 6600 К (в начале) до 4400 К (у верхнего края фотосферы).
Самые большие образования в фотосфере главного небесного тела Солнечной системы называют гранулами , их средний размер составляет около 1000 км. Визуально они напоминают ячейки неправильной формы. Солнечных гранул насчитывают невероятное множество. Они словно сеткой покрывают всю поверхность звезды. Отсутствуют только в солнечных пятнах. Они представляют собой верхние участки мест конвекции на поверхности. Горячее вещество из глубины звезды поднимается наверх и образует центральную часть гранул. Потом поток растекается горизонтально, и, охлаждаясь, опускается вниз, образуя границы ячеек.
Чёрные пятна на Солнце Солнечные пятна можно наблюдать в качестве областей с низкой светимостью на самой поверхности звезды. Солнечная плазма в центре пятна способна достигать температуры в 3700 К, что намного меньше значений в 5700 К, присущих соседним областям фотосферы. Они живут от несколько дней до недель. Самые огромные существуют несколько дольше – до нескольких недель до недель.
Факелами Солнца называют области фотосферы, имеющие увеличенную яркость. высокое магнитное поле. В них магнитное поле имеет более высокую концентрацию в виде отдельных узлов. Возникновение факела в фотосфере очень часто является предвестником появления солнечного пятна, а также могут возникать после их исчезновения. Во время приближения максимума активности светила количество как факелов на Солнце, так и пятен резко возрастает.
Температура хромосферы увеличивается с высотой от 4000 до 20 000 К. Наблюдая Солнце с Земли, мы не видим хромосферу из-за малой плотности. Её можно наблюдать только во время солнечных затмений — интенсивное красное свечение вокруг краев солнечного диска, это и есть хромосфера звезды. Спикулы — светящиеся столбы плазмы, похожие на траву, которая растет на поверхности Солнца. Солнечное вещество внутри спикул перетекает от поверхности в горячую корону со скоростью 20-30 км/с. Продолжительность жизни спикул короткая — они могут подниматься в солнечную хромосферу , затем исчезать снова в течение 10 минут. Хромосфера — второй атмосферный слой Солнца, внешняя оболочка звезды, толщиной около 2000 км, окружающая фотосферу.
Корона Солнца — внешняя часть атмосферы нашего светила. Она и самая протяжённая. Её можно наблюдать во время полных затмений. Луна закрывает собой весь солнечный диск и корона в виде яркого ореола становится видна В структуре короны встречаются дыры, протуберанцы и петли. Температура короны миллион градусов по Цельсию. Такая температура вызывает полную ионизацию находящихся в составе атмосферы веществ: водорода и гелия. Корона Солнца
Корональные дыры представляют собой области короны, отличающиеся особо низкой светимостью. Они были впервые обнаружены во время рентгеновских исследований Солнца
Корональная петля на Солнце Корональные петли, идущие от поверхности светила в корону, имеют форму перевернутой буквы U Солнечная корона — внешняя часть атмосферы светила — аномально перегрета в сравнении с менее чем 6 000 °C его поверхности. Эти петли представляют собой плазменные шнуры, поддерживаемые магнитным полем.
Солнечный ветер представляет собою поток заряженных частиц, проходящих сквозь всю Солнечную систему со скоростью 450 км/с.
В основе появления протуберанцев Солнца стоит процесс подъема над поверхностью светила по линиям магнитного поля плотных конденсаций охлажденного вещества.
Под верхним слоем фотосферы расположена конвективная зона , внутри нее, как и зарождается магнитное поле звезды.
Гелиосфера -область, окружающая наше Солнце. Она состоит из вещества (солнечного ветра) и электромагнитных полей, генерируемых солнцем. Область пространства, где солнечный ветер наталкивается на межзвездную среду, называется гелиопаузой.
Еще в годы первого освоения космоса человеком были разработаны и запущены несколько космических аппаратов, направленных на изучение Солнца. Первыми из них была серия американских спутников, запуск которых стартовал в 1962 году. В 1976 году запущен западногерманский аппарат Гелиос-2, который впервые в истории приблизился к светилу на минимальное расстояние в 0,29 а.е. Еще один интересный аппарат – солнечный зонд Ulysses, запущенный в 1990 году. Он выведен на околосолнечную орбиту и движется перпендикулярно полосе эклиптики. Через 8 лет после запуска аппарат завершил первый виток вокруг Солнца. Он зарегистрировал спиральную форму магнитного поля светила, а также постоянное его увеличение. На 2018 год НАСА планирует запуск аппарата Solar Probe+, который приблизится к Солнцу на максимально приближенное расстояние – 6 млн. км и займет круговую орбиту. Для защиты от высочайшей температуры он оснащен щитом из углеродистого волокна. Исследование Солнца
Возраст Солнца – 4.5 млрд. лет, а значит оно уже сожгло примерно половину водородного запаса. Но процесс будет продолжаться еще 5 млрд. лет.
Источник