Солнце греет наши тела

Почему Солнце светит и греет?

Солнце находится на расстоянии 150 миллионов километров от Земли. Несмотря на такую в буквальном смысле слова космическую дистанцию, все жизненно важные процессы на нашей планете зависят именно от Солнца.

Это небесное тело – источник света и тепла на Земле.

Что такое Солнце?

По своей структуре Солнце представляет собой огромный газовый шар, внутри и на поверхности которого уже на протяжении миллиардов лет сохраняется предельно высокая температура. На Солнце постоянно происходит процесс преобразования водорода в гелий.

Этот процесс ученые называют термоядерной реакцией. Водород составляет 74% от массы солнечного ядра, гелий – 25% от этой массы. При преобразовании одного химического элемента в другой частички водорода объединяются в более тяжелые частички, и одновременно высвобождается большое количество энергии в виде тепла и света.

Как происходит термоядерная реакция?

Из-за высокой температуры частицы газов на Солнце – ядра атомов и свободные электроны – движутся с сумасшедшей скоростью. В каждом ядре атома есть частицы, называемые протонами и нейтронами. Протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны же заряда не имеют.

Атомы различных элементов отличают друг от друга по количеству протонов и нейтронов, которые служат своеобразными «кирпичиками» для построения. В каждом ядре атома водорода содержится один протон, в атоме гелия – два протона и два нейтрона.

Когда четыре ядра водорода соединяются вместе, они образуют одно ядро гелия, фотоны и прочие мелкие частицы. Именно фотоны и представляют собой свет, разлетающийся во все стороны.

По подсчетам ученых, каждую секунду в солнечном ядре в лучистую энергию превращается около четырех миллионов тонн вещества. Эта энергия рассеивается в космосе и достигает Земли.

Стоит отметить, что вблизи солнечного ядра температура составляет около 14-ти миллионов градусов, а мощность излучения, доходящего до нашей планеты, составляет приблизительно 1000 ватт на квадратный метр поверхности.

Почему зимой Солнце не греет так, как летом?

Эффективность воздействия солнечного света на Землю зависит от того, как долго длится световой день, каково состояние атмосферы и под каким углом падают на Землю солнечные лучи. Имеет значение и теплоемкость земной поверхности.

Летом Солнце поднимается высоко, его лучи падают на Землю почти вертикально, и нагрев происходит быстрее. Зимой Солнце стоит низко над горизонтом, его лучи проходят по касательной, и тепло на Земле ощущается гораздо слабее.

Лучам Солнца зимой приходится проникать через более плотный слой атмосферы, и это значительно тормозит процесс нагрева земной поверхности.

Жаркий август и суровый февраль

С углом наклона лучей солнца и прогревом Земли связано и то, что август в средних широтах становится предельно жарким месяцем лета, а февраль – самым суровым месяцем зимы. Вода и земля не нагреваются мгновенно, а удерживают накопленное тепло. В июне и июле Солнце поднимается над Землей на предельную высоту, и тепло глубоко внедряется в поверхность.

Накопленное тепло июня и июля сохраняется, плюс к нему добавляется тепло августа. Аналогичным образом происходит и обратный процесс: остывшая за декабрь и январь земля в феврале имеет предельно низкую температуру.

Многие периодически задаются вопросом: что произойдет, когда потухнет Солнце? Ученые отвечают: в скором будущем такого поворота опасаться не стоит. Солнце может потухнуть только после того, как растратит весь имеющийся на нем водород, и процесс его трансформации в гелий прекратится.

Но за все время существования Солнечной системы в гелий превратилось меньше половины имеющегося на Солнце водорода. А значит, Солнце будет светить и греть еще очень долго.

Источник

Как работает и греет Солнце

Солнце — главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.

Структура Солнца

Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.

• Ядро.
• Зона лучистого переноса.
• Конвективная зона.
• Атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона, солнечный ветер.

Диаметр солнечного ядра составляет 150—175 000 км, около 20—25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.

Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения.

Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность — это и есть конвекция.

Фотосфера — это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.

Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы — спикулы.

Последняя внешняя оболочка нашей звезды — корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но есть участки с 20 млн К.

Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.

Солнечное излучение

Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.

Солнце — самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:

• ультрафиолетовые лучи;
• видимый свет — 44% солнечной энергии (преимущественно желто-зеленый спектр);
• инфракрасные лучи — 48%;
• рентгеновское излучение;
• радиационное излучение.

Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.

Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.

Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.

Воздействие УФ лучей

Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.

На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:

• способствует выработке витамина D;
• обладает антисептическими свойствами;
• вызывает появление загара;
• усиливает работу кроветворных органов;
• повышает свертываемость крови;
• увеличивается щелочной резерв;
• дезинфицирует поверхности предметов и жидкости;
• стимулирует обменные процессы.

Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.

В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется.

Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет

Все тепло на Земле — это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.

Удивительно, но Земля выступает в роли инфракрасного излучателя. Планета, а также облака поглощают ИК лучи, а затем переизлучают эту энергию обратно в атмосферу. Такие вещества как водяной пар, капли воды, метан, диоксид углерода, азот, некоторые соединения фтора и серы излучают ИК лучи во всех направлениях. Именно благодаря этому имеет место парниковый эффект, который поддерживает поверхность Земли в постоянно подогретом состоянии.

Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:

• обеззараживают;
• улучшают метаболизм;
• стимулируют кровообращение;
• снимают болевые ощущения;
• нормализуют водно-солевой баланс;
• укрепляют иммунитет.

Почему зимой Солнце греет слабо

Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй — Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.

То полушарие, которое повернуто к Солнцу, получает больше электромагнитных и других лучей, нагревается сильнее — наступает лето. Полушарие, которое отвернуто от солнца получает падающие вскользь лучи — наступает зима. Из-за измененного угла падения поверхность и атмосфера прогреваются слабее.

Из-за изменения угла наклона зимой Солнце проходится низко над горизонтом. Соответственно, его лучи проходят длинный путь сквозь атмосферу. Зимой тепловая энергия растрачивается сильнее, за счет того что инфракрасные лучи встречают на своем пути и обогревают в 4-6 раз больше воздуха. До поверхности планеты доходит значительно меньше тепла, поэтому кажется, что Солнце почти не греет.

Так как прозрачность воздуха достаточно высока, видимая часть солнечного излучения доходит в любое время года практически в неизменном количестве.

Источник

Солнце греет наши тела

• Google+
• Одноклассники
• Surfingbird
• Мой круг
• LiveJournal
• Мой мир
• Pinterest
• Я.ру

Как поступить в Университет

Направления Университета Детей

«Импульс» 9−10 лет

«Динамика» 11−12 лет

«Векторы» 13−14 лет

Подписка на рассылку

Почему солнце так далеко, а греет так сильно?

Антон Захаров

Потому что оно практически не теряет тепло по дороге. Тепло, которое мы получаем от солнца, приносят с собой солнечные лучи – электромагнитные волны разной длины. Чем больше этих лучей упадет на Землю, тем сильнее она нагреется. Эти электромагнитные волны летят к нам от солнца через космическое пространство, а оно очень пустое, там вакуум. Это значит, что большинство волн, которые отправились в нашу сторону, не встречаются ни с чем по пути, а значит все свое тепло отдают Земле.

Но на самом деле энергии от солнца к нам приходит даже слишком много. Если бы земная атмосфера не защищала нас от самых коротких солнечных лучей, которые несут больше всего энергии, жить на Земле было бы очень трудно. Именно по этой причине жизнь на нашей планете начала наиболее активно развиваться тогда, когда в воздухе накопилось достаточно много кислорода, из которого возник озоновый щит, защищающий нашу планету от вредного солнечного излучения.

На что способен солнечный луч:

Почему у пожилых людей седеют волосы?

Никто точно не знает. Причем ученые пока не могут однозначно ответить ни на вопрос, зачем это нужно, ни как это происходит. Но некоторые идеи на этот счет есть. Начнем с того, как.Есть две основных версии того, как люди седеют. Обе они сходятся в том, что это происходит, когда в клетках, из которых вырастают волосы, перестают производиться белки-пигменты, которые придают волосам цвет. Согласно первой версии это происходит просто из-за старения этих клеток. Со временем в ДНК любых клеток могут накапливаются ошибки, и они перестают работать нормально. В случае клетками, которые отвечают за рост волос, это приводит к тому, что они теряют возможность нормально производить пигменты.

Источник

Солнце – лучший друг или худший враг?

Иногда солнце незаслуженно критикуют, говоря, что оно только отрицательно воздействует на наше здоровье, тогда как на самом деле у солнца есть и положительные свойства. Как и во всем остальном, здесь нужна мера, чтобы не заработать солнечный ожог, тепловую сыпь, морщины и рак кожи.

Плюсы

Солнце поднимает настроение

Полезное свойство солнца в том, что оно поднимает настроение. В солнечные дни люди чувствуют себя лучше, энергичнее, повышается уровень серотонина в головном мозге, что связано с хорошим настроением. Не удивительно, что самый высокий уровень серотонина наблюдается летом.

Солнце лечит сезонные депрессии (сезонные аффективные расстройства)

У некоторых людей недостаток солнечного света в зимнее время вызывает депрессивное состояние. К симптомам такого состояния относятся плохое настроение, проблемы в отношениях, переедание, усталость, сонливость. В теплое время года сезонная депрессия встречается реже.

Солнце снимает стресс

Каждый из нас испытывает стрессы по разным причинам: это могут проблемы в семье, на работе, проблемы со здоровьем. Снять стресс можно разными способами, например, с помощью физических упражнений, успокаивающих занятий, прогулки с собакой или прогулки на свежем воздухе в солнечную погоду.

Солнце улучшает сон

От того, как долго вы находитесь на солнце, зависит количество вырабатываемого в головном мозге мелатонина, который посылает сигнал мозгу о том, что пора спать. С наступлением темноты начинается выработка мелатонина, поэтому уже через пару часов вы сможете уснуть. Летом больше солнечного света, поэтому мы чувствуем себя бодрее. С развитием технологии мы больше находимся под искусственным освещением, при свете светильников, телевизионных экранов, экранов компьютеров (в том числе планшетов и мобильных телефонов). Следовательно, сейчас бессонница у людей возникает гораздо чаще, чем до появления этих устройств.

Витамин D

Витамин D – витамин, благодаря которому поддерживается сила костей. Один из способов получить витамин солнца – находиться под воздействием ультрафиолета на солнце. Не нужно долго находиться на солнце, достаточно всего 15 минут, чтобы получить нужную дозу витамина D.

Минусы

Солнце вредно для глаз

Длительное пребывание в под воздействием ультрафиолетовых лучей без защиты глаз может повредить сетчатку, внутреннюю оболочку глаза, где при помощи «палочек» и «колбочек» формируются зрительные образы, которые затем передаются в зрительные центры головного мозга. Повреждения, вызванные солнечным светом, могут привести к развитию мутных пятнышек по краю роговицы, которые затем разрастаются по всей роговице и нарушают четкость зрения. Ультрафиолет зачастую является фактором развития катаракты.

Перегрев

Перегрев, или тепловое истощение, – это ответ организма на избыточную потерю влаги и соли, обычно в связи с повышенным потоотделением. Перегрев могут получить люди, работающие в условиях с высокой температурой окружающей среды.
Симптомы перегрева:

• головная боль,
• тошнота,
• головокружение,
• слабость,
• раздражительность,
• жажда,
• повышенное потоотделение,
• повышенная температура тела,
• уменьшенное мочеиспускание.

Тепловой удар

Если не лечить перегрев, он может перерасти в тепловой удар. Тепловой удар – самое серьезное заболевание, связанное с жарой, которое может даже представлять угрозу жизни. При тепловом ударе температура тела стремительно повышается и может достигнуть 40-41◦C за 10-15 минут. При тепловом ударе требуется скорая медицинская помощь, поскольку тепловые удары могут привести к летальному исходу или продолжительной утрате трудоспособности. Незамедлительно обратитесь в службу спасения, если заметите признаки теплового удара.
Симптомы теплового удара:

• спутанное сознание, изменение психического состояния, неразборчивая речь,
• потеря сознания (кома),
• горячая, сухая кожа или повышенное потоотделение,
• конвульсии.

Солнечный ожог

Солнечный ожог считается одним из самых распространенных отрицательных эффектов длительного пребывания на солнце. Симптомы солнечного ожога проявляются в полную силу обычно через четыре-пять часов нахождения на солнце. Причиной солнечного ожога является ультрафиолетовый свет, воздействию которого мы подвергаемся, загорая на солнце или в солярии.
Общие симптомы солнечного ожога:

• покраснение,
• боль/чувствительность,
• опухание,
• волдыри,
• гриппозные симптомы, такие как тошнота, высокая температура, озноб или головная боль.

Если при солнечном ожоге повышается температура, следует обратиться за помощью к врачу. Сильные ожоги причиняют боль и вызывают появление волдырей.

Тепловая сыпь

Тепловая сыпь – сыпь на коже, которая появляется, когда потовые протоки под кожей забиваются, мешая нормальному потоотделению. Тепловая сыпь часто появляется в жаркую, влажную погоду, и представляет собой локальные высыпания в виде прыщиков или маленьких волдырей. Сыпь появляется в складках кожи, на сгибе локтей, в области паха, на шее или верхней части грудной клетки.
При появлении тепловой сыпи следует больше находиться в прохладных местах, чтобы не потеть, и стараться не мочить поврежденные участки кожи. Для облегчения симптомов тепловой сыпи можно использовать присыпки, а не масла и крема.

Рак кожи

Наихудшими последствиями длительного нахождения на солнце является развитие рака кожи. Отрицательное воздействие солнца аккумулируется с годами, и чем старше вы становитесь, тем больше у вас риск развития рака кожи. Выделяют три самые распространенные разновидности рака кожи (в порядке частотности их возникновения): базальноклеточная карцинома, плоскоклеточная карцинома и меланома.

Базальноклеточная карцинома

Этот тип рака кожи практически всегда появляется на поврежденной солнцем коже, это новообразование обычно розового цвета, блестящее, округлой формы. Кожа становится очень мягкой, и ее можно легко повредить, новообразование часто напоминает корку, которая образуется на одном и том же месте. Базалиома особенно часто встречается у мужчин в зоне бороды, где они пользуются лезвием и постоянно срезают верхушку новообразования. Базальноклеточная карцинома не метастазирует, но со временем становится больше и глубже и может вызвать серьезные последствия при отсутствии лечения.

Плоскоклеточная карцинома

Этот тип рака также вызван длительным нахождением на солнце, но также может появляться в ожоговых рубцах (как при термотерапии, так и при лучевой терапии) или от хронической язвы кожи. В некоторых случаях плоскоклеточная карцинома распространяется в лимфоузлы и (реже) в другие органы. Такие случаи могут иметь разную степень сложности, и, если такие карциномы имеют большой размер или находятся в труднодоступных местах, требуется их удаление с помощью хирургических операций, таких как операция Моса.

Меланома

Меланома – наименее распространенный из трех разновидностей рака кожи, но с каждым годом появляется все чаще, особенно у молодых женщин в возрасте от 18 до 29 лет в связи с возросшим использованием соляриев. Меланома очень опасна, она может появиться в любом месте, где есть пигментные клетки, по всему телу (необязательно в местах, непосредственно находящихся под воздействием солнца, но солнце увеличивает риск), на бородавках и родинках, иногда в глазах. Она метастазирует в лимфоузлы и другие органы, в том числе в головной мозг, легкие и печень. Меланома намного чаще появляется в семьях, где уже есть случаи злокачественной меланомы или аномальных бородавок. Люди, у которых была меланома, подвержены значительному риску повторного появления меланом, поэтому рекомендуются регулярные проверки.
Меланому можно диагностировать на ранней стадии, чем тоньше опухоль, тем меньше вероятность того, что она метастазировала. По поводу лечения меланомы существует множество исследований, но лучше всего хирургическое удаление опухоли и всех пораженных лимфоузлов еще до начала метастаз.

Морщины / старение

Морщины появляются с возрастом, а солнце значительно влияет на сроки появления морщин. Ультрафиолет повреждает коллаген и эластическую ткань кожи, кожа становится хрупкой, теряет упругость и обвисает. Единственный фактор, который еще сильнее, чем лучи ультрафиолета усугубляет старение и появление морщин – это курение, из-за которого кожа становится желтой и грубой, с глубокими морщинами. У некоторых от солнца и курения на скулах появляются жировики и угри. Под воздействием ультрафиолета появляется пигментация на коже, т.к. ультрафиолет разрушает поверхностные клетки кожи.

Солярии НЕ ЛУЧШЕ солнца

Общее заблуждение, распространившееся благодаря производителями соляриев, состоит в том, что загар в солярии, якобы, безопаснее загара на солнце. Подростки часто загорают в солярии перед выпускным, чтобы хорошо выглядеть в своих нарядах, при этом сами себе вредят. В солярии происходит облучение ультрафиолетовым лучами спектра А (УФА), это ультрафиолетовое излучение намного интенсивнее того, что вы получаете на улице, потому что оно не настолько эффективно, как ультрафиолетовый свет спектра В (УФВ). УФА проникает значительно глубже в кожу, чем УФВ, вызывая не только рак кожи, под воздействием этих лучей кожа становится грубее, появляется больше морщин.
Защитите себя

Вредное воздействие солнца на кожу можно предотвратить. Солнцезащитный крем следует наносить за 20 минут до выхода на солнце и еще раз через два часа пребывания на солнце, а также после плавания или сильного потоотделения. Надевайте солнечные очки с защитными линзами. Кожу лучше прикрывать и носить шляпу с широкими полями. Если вы долго собираетесь пробыть на улице, выбирайте затененные места под прикрытием, под зонтиком или деревом.
Обратитесь к врачу, если вас беспокоят повреждения кожи от солнца.

Источник