Меню

Какую энергию излучает солнце за время одного урока астрономии

Какую энергию излучает солнце за время одного урока астрономии

Солнце – монетка, — скупой проворчал.
Нет, сковородка! – обжора вскричал.
Нет, каравай, — хлебопек произнес.
Компас, — сказал убежденно матрос.
Солнце – звезда, — астроном объявил.
Доброе сердце – мечтатель решил.

Тема: Источники энергии и внутреннее строение Солнца.

Цель: Рассмотреть источник энергии Солнца, термоядерные реакции (протон протонный цикл) и внутреннее строение звезд.

Задачи:
1. Обучающая: Ввести понятия: Солнце как раскаленный плазменный шар, термоядерной реакции, дефекта массы, протон-протонного цикла. Рассмотреть возможность расчета параметров внутреннего строения Солнца с помощью элементарных физико-математических понятий. Дать представление о гелиосейсмологии.
2. Воспитывающая: Содействовать формированию идеи о причинно-следственных связях в природе (на примере рассмотрения цепочки явлений – от превращения в недрах Солнца ядер атомов водорода в ядра атомов гелия до освещения и обогревания Земли светом и теплом Солнца). Подчеркнуть, что Солнце будет еще миллиарды лет обладать такой же светимостью, как сейчас. На примере раскрытия загадки источников солнечной энергии продемонстрировать познаваемость мира и его закономерностей. Подчеркнуть огромное практическое значение для научно-технического прогресса открытия гелия на Солнце и термоядерного источника энергии Солнца.
3. Развивающая: Выделить главное в теме урока: в отличие от планет и их спутников, астероидов и комет Солнце представляет собой самосветящееся небесное тело, излучающее свет и тепло, заинтересовать учащихся соответствующими проблемными ситуациями. На примере источников энергии Солнца продемонстрировать неразрывную связь явлений микро- и макромира.

Знать:
I-й уровень (стандарт) — иметь представление об источнике неиссякаемой энергии Солнца, внутреннее строение.
II-й уровень — иметь представление об источнике неиссякаемой энергии Солнца, внутреннее строение и способы передачи энергии из недр к поверхности.
Уметь:
I-й уровень (стандарт)- производить расчеты энергии по формуле Эйнштейна.
II-й уровень— производить расчеты энергии по формуле Эйнштейна, примерных параметров давления и температуры с глубиной.

Оборудование: Таблицы: Солнце, строение Солнца. Схема термоядерной реакции. CD- «Red Shift 5.1». ПКЗН. графика из ЦОР (ниже) иметь представление об источнике неиссякаемой энергии Солнца, внутреннее строение. иметь представление об источнике неиссякаемой энергии Солнца, внутреннее строение и способы передачи энергии из недр к поверхности.

Межпредметные связи: физика (термоядерные реакции, элементарные частицы, дефект массы, роль гелия в атомной физике, ионизация атомов и др.), химия (элементы периодической системы Менделеева – водород и гелий, а.е.м.), математика (вычисления, необходимые для решения задач).

Ход урока:

I Опрос учащихся.

У доски: 1. Хромосфера.
2. Фотосфера
3. Солнечная корона и активностью.
4. Задача №3 (стр. 118, можно увидеть невооруженным глазом объект Ø =45 тыс.км, но пятно размером в Землю видно не будет.)
Остальные:
  • Что можно увидеть в телескоп на Солнце? [пятна, факелы, протуберанцы].
  • Каково направление вращения Солнца? [в сторону движения планет].
  • Чему равен солнечный параллакс?[8,794″=8,8 ″ ].
  • Во сколько раз Солнце больше Земли?[в 109 раз].
  • Какова эффективная температура Солнца? [5800К].
  • Почему солнечное пятно темнее фотосферы? [ниже температура].
  • Какой слой атмосферы мы видим на Солнце? [фотосфера].
  • Во сколько раз нужно увеличить размер Солнца, чтобы светимость увеличилась в 2 раза? [4 раза].
  • Каков период солнечной активности? [11 лет].
  • Яркие гигантские выступы и арки (выбросы вещества на Солнце в хромосферу)-[протуберанцы].
  • Причина появления гранул на Солнце. [конвенция].
  • Угловой размер (видимый диаметр) Солнца [≈30 / =0,5 0 ].
  • В каком физическом состоянии вещество на Солнце? [плазменное].
  • Идеальный излучатель — поглотитель энергий [черное тело].
  • Причина появления пятен? [концентрация магнитного поля].
Задача: Какова мощность излучения, приходящаяся на 1 кг солнечного вещества. (N=L/M = 3,876 . 10 26 / 2 . 10 30 ≈1,94 . 10 -4 Вт)

1. Источник энергии Солнца.
Излучает L ? =3,876 . 10 26 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. (Ноб. лауреат). Внутри Солнца (звезд) Н ионизирован — т.е. в виде ядер протона 1 1 Н. Двигаясь с очень большими скоростями (при Т>10 млн.К) протоны несколько сближаются, преодолевая электрические силы отталкивания, что вступают в действия ядерные силы и начинается реакция (термоядерная) с выделением энергии. На Солнце возможны две группы термоядерных реакций такого типа: протон-протонный (водородный) цикл и углеродный цикл (цикл Бете). Наиболее вероятно, что на Солнце преобладает протон-протонный цикл:
1 Н+ 1 Н→ 2 D+е + +ν (позитрон + нейтрино+дейтерий+2,2Мэв).
2D+ 1 H> 3 He+γ (гамма-квант+тритий+ 5,5Мэв).
3Не+ 3 Не→ 4 Не+ 1 Н+ 1 Н (гелий+протон+протон+12,8Мэв) и все снова, т.е. внутри Солнца (звезд) водород выгорает, превращаясь в гелий (из 4 ядер 1 Н образуется ядро 4 Не).
При этом выделяется огромная энергия. Например рассчитаем выделение энергии при «сгорании» 1гр водорода.

Е=?mc 2 Формула Эйнштейна ,00728 а.е.м- масса протона; 1,00866 а.е.м — масса нейтрона1
?m=(mр . Z+mh . N)-mядра дефект массы 4,0026 а.е.м — масса ядра гелия, 1 а.е.м = 1,6605655·10 -27 кг
N=ν . NА=(m/M) . NА число молекул NА= 6,022045 . 10 23 моль -1 — число Авогадро
N=(m/M) . NА=(10 -3 /4 . 10 -3 ) . 6,022045 . 10 23 ≈1,5 . 10 23
Е1 =?mc 2 =[((2 . 1,0087+2 . 1,0073) — 4,0026) . 1,6605655·10 -27 ] . (3 . 10 8 м/с) 2 ≈0,44 . 10 -11 Дж
Е=1,5 . 10 23. 0,44 . 10 -11 =6,6 . 10 12 Дж.

Т.к. М ? =2 . 10 30 кг, то Н гореть еще 150 млрд.лет, но горит в центре только 0,1М ? , следовательно еще гореть Солнцу примерно 5-7 млрд. лет. Все виды излучения ежесекундно уносят порядка

Читайте также:  Как называется болезнь кожи от солнца

4 млн.т. Высвобождаемая энергия превышает недельную выработку электроэнергии на всём земном шаре и сравнима с энергией землетрясений и ураганов.

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. Нейтринные телескопы имеются в шахте Хоумстейк (штат Южная Дакота, США), в Японии (система «Камиоканде»), на Байкале и другие. В 2001 году в нейтринной обсерватории в Садбери (Sudbury Neutrino Observatory) были непосредственно зарегистрированы солнечные нейтрино всех трёх сортов и было показано, что их полный поток согласуется со стандартной солнечной моделью. При этом только около трети долетающих до Земли нейтрино оказывается электронными. Это количество согласуется с теорией, которая предсказывает переход электронных нейтрино в нейтрино другого поколения как в вакууме (собственно «нейтринные осцилляции»), так и в солнечном веществе («эффект Михеева — Смирнова — Вольфенштейна»). Таким образом, в настоящее время проблема солнечных нейтрино, по-видимому, решена.

2. Внутреннее строение Солнца.

Конвективная зона — происходит перемешивание вещества. нагретые слои поднимаются к фотосфере и остыв, уступают место нижним более нагретым.
Зона излучения (Зона лучистого переноса) – (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. Образовавшиеся в процессе ядерного синтеза фотоны с высокой энергией сталкиваются с электронами и ионами, порождая повторное световое и тепловое излучение. Лучистый теплообмен – передача тепла между нагретыми телами, обусловленная процессом испускания, переноса, отражения, поглощения и пропускания лучистой энергии. Промежуток времени, за который энергия, произведённая в ядре, достигает конвективной зоны, может измеряться миллионами лет. В среднем этот срок составляет 170 тысяч лет.

6,6 раз выше плотности самого плотного металла на Земле — осмия), а температура в центре ядра — более 14 миллионов градусов. Анализ данных, проведённый миссией SOHO, показал, что в ядре скорость вращения Солнца вокруг своей оси значительно выше, чем на поверхности. В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4. При этом каждую секунду в энергию превращаются 4,26 миллиона тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца — 2×10 27 тонн. В общепринятой теоретической модели Солнца (так называемой «Стандартной модели») предполагается, что подавляющая часть энергии вырабатывается реакциями прямого синтеза водорода c образованием гелия, и только лишь 1,5% — реакциями так называемого цикла CNO, в котором в процессе реакции углерод циклически превращается сначала в азот и кислород, после чего реакция снова приводит к образованию углерода.
Гелиосейсмология – наука изучающая колебания Солнца. В солнечной атмосфере распространяются акустические волны подобие звуковых в воздухе: распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами волны 103 — 104 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 обнаружили колебания Р. Лейтон, Р. Нойс и Дж. Саймон в 1960-х годах.
В солнечных пятнах колебания период колебаний составляет 2 – 3 минуты. Это так же резонансные колебания, а резонатором является хромосферные колебания над пятнами.
Все перечисленные резонансные колебания в солнечной атмосфере могут возбуждаться волновыми силами из конвективной зоны. В тех случаях, когда единый волновой процесс охватывает все Солнце, говорят о пульсации Солнца как звезды. Были открыты колебания с периодом 2ч40мин с амплитудами в 20 км (около 10-30% от диаметра Солнца) едва уловимые для самой чувствительной аппаратуры. 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%.

Т=Т (r)
p=p (r)
ρ=ρ (r)		 функции от глубина. Приближенные расчеты можно выполнить с помощью обычных формул, выделив условно внутри Солнца столбик площадью S и h=R
F=mg=ρVg=ρSRg. Из закона Всемирного тяготения g=GM/R 2 . Тогда вес столба P=ρSGM/R. Отсюда 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.
Если считать среднюю плотность для средины (R/2), то получим давление p=4ρGM/R.

3. Закрепление материала
1. Задача: На сколько худеет Солнце за 1 минуту? (Е=?mc 2 =Lt, ?m= Lt/c 2 =3,876 . 10 26 . 60/(3 . 10 8 ) 2 ≈2,6 . 10 12 кг)
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 45 о , а через атмосферу проходит 80% солнечной энергии? Когда Солнце на этой высоте? (из E=e1 . S . t и e1=0,8 . q . sin a получим Е=55,2 млрд. Дж. Из формулы h=90-φ+δ, учитывая что φ=54 о , получим δ =9 о , по ПКЗН это октябрь или апрель).
3. Задача: Сравните количество энергии, которое выделяется при вспышке, с количеством энергии, выделяющимся при взрыве мегатонной бомбы (4 10 Дж). (Приняв, что при вспышке выделяется 10 25 – 10 26 Дж, находим: эта энергия в миллиарды раз превосходит энергию, выделяющуюся при взрыве мегатонной бомбы).
4. CD- «Red Shift 5.1» — положение и характеристики Солнца в данный момент времени.

Читайте также:  Чем дальше планета располагается от солнца тем больше ее объем

III. Итог
1. Откуда Солнце черпает неиссякаемый источник энергии?
2. Что такое протон-протонный 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? (Решение. При «сгорании» 1 кг водорода выделяется примерно 6,3·10 14 Дж. Масса Солнца 2·10 30 кг. Если принять, что Солнце целиком состоит из водорода, то при сгорании этого количества водорода выделилось бы 12,6·10 44 Дж. Ежегодно Солнце излучает примерно 12,6·10 33 Дж. Следовательно, для поддержания нынешней светимости Солнца водорода хватило бы на 10 11 лет. (Очевидно, что реальное время поддержания нынешней светимости Солнца должно быть меньше полученного значения).

Источник

Технологическая карта урока астрономии по теме: «Солнце: его состав и внутреннее строение»

Технологическая карта урока астрономии по теме: «Солнце: его состав и внутреннее строение» поможет учителю провести интересный урок высокий по плотности наполнения материалом.

Общая часть

Солнце: его состав и внутреннее строение

Используемый учебник

Астрономия. Базовый уровень.

Учебник /Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут – 5-е изд., пересмотр., – М: Дрофа, 2018. – 238 стр.

Планируемые образовательные результаты

Рбъяснять физическую сущность источников энергии Солнца и звёзд; описывать процессы термоядерных реакций протон-протонного цикла; объяснять процесс переноса энергии внутри Солнца; описывать строение солнечной атмосферы; пояснять грануляцию на поверхности Солнца; характеризовать свойства солнечной короны; раскрывать способы обнаружения потока солнечных нейтрино; обосновывать значения открытия солнечных нейтрино для физики и астрофизики.

Использовать физические законы и закономерности для объяснения явлений и процессов, наблюдаемых на Солнце; формулировать логически обоснованные выводы относительно полученных аналитических закономерностей для светимости Солнца, температуры его недр и атмосферы.

Высказывать мнение относительно достоверности косвенных методов получения информации о строении и составе Солнца; участвовать в обсуждении полученных результатов аналитических выводов; проявлять заинтересованность в самостоятельном проведении наблюдении Солнца.

ТСО (оборудование)

Средства ИКТ (ЭФУ, программы, приложения, ресурсы сети Интернет)

Компьютер, проектор, телескоп школьный, учебник, таблица «Солнце»

Структура и внутреннее излучение Солнца

Солнце. Видимая поверхность звезды

Организационная структура урока

Образовательные задачи (планируемые результаты)

Используемые ресурсы, в т.ч. ЭФУ (для ЭФУ укажите названия конкретных объектов и страницу)

Мотивирование на учебную деятельность

Создать условия, когда обучающийся понимает требования к нему на уроке, испытывает желание включиться в работу и верит, что учебная деятельность ему под силу.

В процессе беседы учитель ограничивает те вопросы, которые будут рассматриваться на данном уроке: химический состав и строение Солнца, источник его энергии.

Участвуют в беседе.

Целеполагание, постановка проблемы

Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143

Подводит учеников к определению границ знания и незнания, осознанию темы, целей и задач урока.

В совместной работе выявляются причины затруднения, выясняется проблема. Обучающиеся самостоятельно формулируют цель урока.

Работают с учебником.

Поиск путей решения проблемы

Способствовать деятельность обучающихся по самостоятельному поиску путей решения проблемы.

  1. Данный вопрос приводит к результатам применения метода спектрального анализа.
  2. Наблюдение за Солнцем– нельзя смотреть без защиты глаз темным светофильтром (закопченное стекло, засвеченная пленка, а лучше затмение наблюдать через стекло масти электросварки).
    Нельзя наблюдать через телескоп даже со светофильтром, только проецировать изображение на экран.
    Что можно увидеть: пятна, факелы возле пятен на краю диска, протуберанцы, вспышки и так далее.

Структура и внутреннее излучение Солнца

В процессе решения задач используются законы физики и раскрываются ряд характеристик Солнца.

  1. Определите размер Солнца.
  2. Определите массу Солнца.
  3. Определите светимость.
  4. Определите температуру Солнца.
  5. Определите химический состав Солнца.

Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143

Солнце. Видимая поверхность звезды

Обучающиеся делятся на 5 групп (по числу задач)

Выполняют задания, которые сначала казались непосильными для решения:

  1. Задача 1*
  2. Задача 2*
  3. Задача 3*
  4. Задача 4*
  5. Задача 5*

Разобрать решённые задачи у доски

Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143

Помогает, советует, консультирует

Проверяют решение, выявляют, все ли справились с заданием, формулируют затруднения

Самостоятельная работа с использованием полученных знаний

Выявить качество усвоения материала.

  1. Перечислить правила, которыми необходимо руководствоваться при проведении наблюдения Солнца.
  2. Оценить, какая энергия выделилась, если бы Солнце целиком состояло из водорода, который превратился бы в результате термоядерной реакции в гелий.

Солнце. Видимая поверхность звезды

Выполняют задания по новой теме, используя самопроверку.

Обеспечить понимание содержания домашнего задания.

§21, упр 17, практическое задание. Используя приложение IX учебника «Указания к наблюдениям. Наблюдения Солнца», проведите собственные наблюдения Солнца (можно воспользоваться школьным телескопом с фильтром).

  1. Результаты первых наблюдений Солнца Галилеем.
  2. Устройство и принцип действия коронографа.

Задачи для подготовки к ЕГЭ по физике:

  1. Плотность фотосферы Солнца не превышает порядка 10-4 кг/м 3 , а число атомов преобладающего в фотосфере газа 1017 в каждом кубическом сантиметре. Сравните параметры фотосферы с плотностью и числом частиц, содержащихся в том же объёме воздуха при комнатной температуре и нормальном давлении.
  2. Сколько каменного угля сжигается для получения энергии, выделяющейся при превращении 1 г. водорода в гелий?

Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143; приложение.

Разъясняет, предлагает задания на выбор

У обучающихся имеется возможность выбора домашнего задания в соответствии со своими предпочтениями.

Подведение итогов, рефлексия

Дать оценку работы класса. Сделать совместные с учителем выводы:

  1. Солнце по своим физическим характеристикам является, с одной стороны, обычной звездой – лишь одной из звёзд во Вселенной, но, с другой стороны, она является исключительной и необыкновенной, так как её достаточно близкое расположение позволяет использовать множество методов для получения информации об удалённых звёздах.
  2. Солнце и звёзды – самоуправляемые термоядерные реакторы.
  3. Существующая современная модель строения Солнца позволяет объяснить наблюдаемые свойства звезды, а также высказать убеждённость в наличии влияния солнечной активности на Землю.

Благодарит учеников за урок

Обучающиеся называют тему урока, его этапы, перечисляют виды деятельности на каждом этапе, определяют предметное содержание. Делятся мнением о своей работе на уроке

Задачи*:
1. Размер

ρʘ=16′

pʘ=8,8″

Rʘ= ρʘ/pʘ. R⊕ =(16.60″/8,8″).R⊕≈109 R⊕

Rʘ≈695000км = 109 R⊕

Звезды бывают от 0,1Rʘ 2 .(Mʘ+ m⊕)

Настраивает обучающихся на успешную работу.

Обучающиеся смотрят фильм и выдвигают предположение о теме урока, обсуждают её и формулируют.

Обсудить значимость темы. В результате выделяются следующие аспекты.

  1. Солнце – ближайшая звезда. Изученние её особенностей позволяет проанализировать особенности других звёзд.
  2. Солнце, являясь «центральным» телом Солнечной системы, определяет процессы, протекающие на планетах, их спутниках и других телах, все остальные системы испытывают их влияние.
  3. Солнце – естественная астрономическая лаборатория, в которой возможно наблюдать процессы, недоступные для получения в условиях Земли.
  4. Солнце, в отличие от планет и других тел Солнечной системы, является самосветящимся небесным телом, излучающим за счёт процессов, происходящих в его недрах. Вся энергия на Земле связана с преобразованием солнечной энергии, включая важнейшие биологические процессы.
  1. Акцентировать внимание обучающихся на методах получения информации о Солнце и его излучении. Среди методов отмечают: – визуальное наблюдение средствами наземных и космических обсерваторий; – спектральный анализ.
  2. Перед обучающимися сформулировать проблемный вопрос: есть ли поверхность у Солнца, ведь наблюдателю звезда представляется в виде небольшого диска диаметром около 0,50 .
  1. Планируют пути достижения намеченной цели. Осуществляют учебные действия по плану.
  2. Используя диаграммы химического состава Солнца, определяют, что в химическом составе светила преобладают лёгкие элементы, которые находятся в особом агрегатном состоянии – в состоянии плазмы. Химический состав Солнца различен на разных глубинах.
 = а⊕ 3 отсюда Т⊕ 2 . Mʘ = а⊕ 3 Т.к. sk-2 M⊕ 2 . (M⊕+m◖) а◖ 3 Т◖ 2 . M⊕ а◖ 3 m◖ 3 .Т◖ 2 = 149,6 3 . 27,32 2 ≈ 2.10 30 кг ≈333000 M⊕ У других звезд обычно 0,06Mʘ 3 . Т⊕ 2 0,3844 3 . 365,25 2
Найдем плотность ρcрʘ= Mʘ = mʘ ≈1400 кг/м 3 , т.е. чуть больше плотности Н2О. Сравните с плотностью Земли, Юпитера.
Vʘ 4/3π Rʘ 3

3. Светимость (L)

В ходе измерений на Земле и с КА в течении нескольких лет установлено количество получаемого Землей тепла от Солнца и получено значение солнечной постоянной.

q=1367 Вт/м 2 =1367 Дж/м 2 с ≈1400 Вт/м 2 Тогда на радиусе орбиты Земли можно установить количество энергии, излучаемой Солнцем (т.е. светимость).

Lʘ=qʘ·Sсферы шара = qʘ·4πRорб⊕ 2 = 1367·4·3,1415·(149,6·10 9 ) 2 = 3,876·10 26 Вт/c.

По сравнению с другими звездами 1,3·10 –5 Lʘ 5 Lʘ

4. Температура (T) -определяют разными способами, основанными на открытых на Земле физических законах.

1. Способ: Из светимости Солнца выясним энергию, излучаемую единицей поверхности Солнца в единицу времени.

ε = Lʘ = Lʘ
Sʘ 4 π Rʘ 2

с другой стороны ε=δТ 4 Закон Степана-Больцмана

δ = 5,67·10 –8 Вт/(м 2 ·К 4 ) -коэффициент пропорциональности

тогда δТ 4 = Lʘ отсюда Т = 4√ Lʘ ≈6000 К – эффективная температура Солнца [вообще-то ≈ 5800 К]
4 π Rʘ2 4 π Rʘ2δ

Закон установлен экспериментально Йозев Стефан ( 1879г, Австрия) и доказал теоретически Людвиг Больцман ( 1884г, Австрия). В данном случае Солнце считается абсолютно черным телом, т.е. идеальный накопитель излучения и излучатель (реально только≈).

2. Способ: Экспериментально определяют λmax соответствующую максиму излучаемой энергии.

Закон излучения открыл в 1896г Вильгельм Вин (1864-1928, Германия).

λ max·Т = b, где b = 0,2897·10 7 Å·К – постоянная Вина

Чем выше Т тем меньше λmax

Для Солнца λmax =4800Å 1Å=10 –10 М

это желтая линия , поэтому и Солнце желтое (т.к max излучения приходится на желтые лучи).

Если брать λ в см, то получим формулу

λmax = 0,29 отсюда Тʘ = 0,29 ≈6000К Температуры звезд обычно 2800К –5 см

Это на поверхности, а глубже температура больше. В таком состоянии вещество находится в газообразном состоянии, причем многие атомы ионизированы, т. е Солнце– раскаленный газовый (плазменный) шар.

5. Химический состав Когда-то считали что никогда не узнают из чего состоят звезды.

Еще И.Ньютон (Англия) в 1665 г открыл дисперсию (разложил свет в спектр).

– В 1814 г Йозеф Фраунгофер (Германия)– один из основателей спектроскопии открыл в спектре Солнца и зарисовал 580 темных линий, определил и описал длины волн 754 линий поглощения к 1817г (т.е спектр Солнца– непрерывный спектр пересечений темными линиями – фраунгоферовыми. В настоящее время в спектре зарегистрировано более 30000 линий, принадлежащих 72 химическим элементам).

– В 1859 г Густав Кирхгоф (Германия) и Роберт Бунзен (1899, Германия) открыли спектральный анализ (Кирхгоф создал модель абсолютно черного тела) «Газы поглощают те длины волн, которые излучают в нагретом состоянии»

По спектру на Солнце никаких неземных химических элементов нет. Самые распространенные на Солнце элементы – 70% водорода, и 28% – гелия.

Все звезды в основном состоят из Н и Не (это основные химические элементы Вселенной).

Источник

➤ Adblock
detector