Matahari adalah bintang yang menjadi pusat tata surya kita. Itu mengeluarkan panas dan cahaya, yang menghangatkan Bumi dan planet lain. Tapi bagaimana cara melakukannya?
Dalam posting ini kita akan membahas:
- 1 Radiasi sinar matahari
- 2 Transmisi Energi Melalui Media Vakum dan Fisik
- 3 Penyerapan Radiasi Matahari oleh Bumi
- 4 Memancarkan Panas
- 5 Berapa Suhu yang Dicapai Matahari?
- 6 Panas dan Energi Matahari
- 7 Suhu Panas Matahari
- 8 Sumber Energi Matahari: Rantai Proton-Proton
- 9 Sinar Matahari yang Mengkilap
- 10 Matahari adalah Bintang Tipe-G
- 11 Kesimpulan
Radiasi sinar matahari
Apa itu Radiasi Matahari?
Radiasi matahari adalah energi yang berasal dari matahari dan menghangatkan bumi. Itu diciptakan oleh reaksi fusi nuklir di inti matahari, yang menyebabkannya memancarkan radiasi elektromagnetik dalam jumlah besar, sebagian besar dalam bentuk cahaya tampak.
Berapa Banyak Radiasi Matahari yang Mencapai Bumi?
Permukaan matahari memancarkan sekitar 63 juta watt energi per meter persegi, tetapi pada saat mencapai kita, setelah menempuh jarak 93 juta mil, hanya 1,370 watt per meter persegi di puncak atmosfer. Itu banyak energi, tapi masih belum cukup untuk membuat kita semua berkeringat!
Fakta Menarik Tentang Radiasi Matahari
- Radiasi matahari adalah satu-satunya cara untuk berjemur tanpa harus pergi ke pantai!
- Radiasi matahari adalah cara yang bagus untuk memberi daya pada gadget dan gizmos Anda tanpa harus mencolokkannya.
- Radiasi matahari dapat digunakan untuk membuat s'mores yang lezat tanpa harus membuat api unggun.
Transmisi Energi Melalui Media Vakum dan Fisik
Radiasi elektromagnetik
- Radiasi elektromagnetik, seperti cahaya tampak, radiasi infra merah, sinar ultraviolet, dan sinar-X, dapat merambat melalui ruang hampa seperti hantu.
- Bentuk energi lain membutuhkan media fisik untuk bergerak, seperti energi suara membutuhkan udara atau zat lain untuk ditransmisikan, dan energi gelombang lautan membutuhkan air.
- Tetapi energi matahari itu istimewa, ia dapat melakukan perjalanan dari matahari ke Bumi tanpa memerlukan zat fisik untuk mengirimkan energinya. Fitur energi elektromagnetik ini memungkinkan Bumi mendapatkan semua energi matahari, termasuk panas, yang dibutuhkannya.
Energi suara
- Energi suara membutuhkan udara atau zat lain untuk ditransmisikan, seperti bisikan angin.
- Energi gelombang lautan membutuhkan air untuk bergerak, seperti riak di kolam.
- Tetapi energi matahari berbeda, ia dapat melakukan perjalanan dari matahari ke Bumi tanpa memerlukan zat fisik untuk mengirimkan energinya. Fitur energi elektromagnetik ini memungkinkan Bumi mendapatkan semua energi matahari, termasuk panas, yang dibutuhkannya.
Penyerapan Radiasi Matahari oleh Bumi
Hadiah Matahari
Jadi matahari seperti, "Hai Bumi, aku punya sesuatu untukmu!" dan Bumi seperti, "Ada apa, Matahari?" dan Matahari seperti, “Ini adalah energi yang sangat besar! Ini akan menjadi luar biasa!” Jadi matahari mengirimkan semua energi ini dalam bentuk panas, cahaya, dan sinar UV, dan Bumi seperti, "Oh wow, terima kasih Sun!"
Kemana perginya?
Jadi energinya ada di mana-mana, dan itu seperti, “Ke mana saya pergi? Apa yang saya lakukan?" dan Bumi seperti, "Jangan khawatir, aku mengerti!" Jadi energi diserap oleh udara, air, batu, bangunan, trotoar, dan makhluk hidup, dan itu seperti, "Oh keren, sekarang saya menjadi bagian dari sesuatu!"
Pemanasan Tidak Merata
Jadi beberapa bagian Bumi mendapatkan lebih banyak energi daripada yang lain, dan itu seperti, "Hei, kenapa begitu?" dan Bumi seperti, "Begitulah adanya, sobat!" Jadi perbedaan energi menyebabkan angin dan arus laut bergerak ke seluruh planet, dan itu seperti, "Wah, keren sekali!"
Memancarkan Panas
Apa Jadinya Tanpa Itu?
- Jika Matahari terus menyinari kita tanpa ada cara untuk menghilangkan panasnya, kita akan bersulang!
- Untungnya, Bumi memiliki cara untuk mendingin – bumi memancarkan kembali panas ke angkasa.
- Jumlah panas yang dipancarkan ulang bergantung pada jenis gas di atmosfer. Beberapa gas menyerap panas lebih baik dari yang lain, dan dapat mengacaukan proses reradiasi.
- Salah satu gas tersebut adalah karbon dioksida, yang dapat menyebabkan 'efek rumah kaca'. Ketika jumlah karbon dioksida di atmosfer meningkat, lebih banyak panas yang disimpan di atmosfer dan lebih sedikit panas yang dipancarkan kembali.
Apa artinya ini untuk kita?
- Jika kita tidak memperhatikan jumlah karbon dioksida di atmosfer, Bumi akan menjadi jauh lebih panas!
- Kita perlu memastikan bumi tetap dingin dengan mengatur jumlah karbon dioksida di atmosfer.
- Itu berarti mengurangi penggunaan bahan bakar fosil, menanam lebih banyak pohon, dan umumnya lebih memperhatikan dampak kita terhadap lingkungan.
Berapa Suhu yang Dicapai Matahari?
Suhu Permukaan
Jadi, Anda bertanya-tanya seberapa panas matahari? Baiklah, biarkan aku memberitahumu, ini panas! Lebih panas dari hari di pantai, lebih panas dari mendaki di musim panas, dan bahkan lebih panas dari rumah Anda pada hari terpanas dalam setahun saat AC rusak. Kita membicarakan suhu 90°F hingga 100°F (32°C hingga 38°C). Tapi itu tidak seberapa dibandingkan dengan suhu terpanas yang pernah tercatat di Bumi – 134°F (56.7°C) di Death Valley, California pada 10 Juli 1913.
Inti Matahari
Matahari, bintang di pusat tata surya kita, jauh lebih panas dari apa pun yang dapat kita bayangkan. Permukaan matahari terik, tapi intinya? Nah, itu tingkat panas yang lain! Berikut beberapa hal yang dapat Anda temukan di inti matahari:
- Suhu mencapai hingga 27 juta derajat Fahrenheit (15 juta derajat Celcius)
- Tekanan yang begitu kuat hingga 250 miliar kali lebih besar dari tekanan di permukaan laut
- Reaksi fusi nuklir yang menghasilkan energi dan cahaya
Kesimpulan
Jadi, begitulah. Matahari sangat panas. Seperti, sangat panas. Lebih panas dari apa pun yang dapat Anda bayangkan. Jadi, lain kali Anda berada di bawah sinar matahari, ingatlah – ini lebih panas dari yang Anda kira!
Panas dan Energi Matahari
Suhu
- Di luar angkasa, molekul yang jauh dari Matahari dihangatkan hanya oleh cahaya yang tersisa dari Big Bang. Nol mutlak adalah -273.15°C, -459.67°F, atau 0K.
- Gas antar bintang dapat mencapai suhu hanya sekitar 3K.
- Permukaan Matahari, atau fotosfer, memiliki suhu rata-rata sekitar 6000K.
- Bintik matahari lebih dingin, sekitar 4500K.
- Air membeku pada 273K (0°C atau 32°F) dan mendidih pada 373K (100°C atau 212°F).
Sumber energi
- Jauh di dalam Matahari, di mana suhunya 15 juta kelvin, atom hidrogen bergerak cepat dan sering bertabrakan.
- Energi mereka sangat tinggi sehingga sebuah tumbukan melepaskan elektron-elektron atom.
- Hidrogen, yang hanyalah sebuah proton, bergabung dengan proton lain untuk membentuk helium.
- Proses ini, disebut rantai proton-proton, melepaskan energi dalam bentuk sinar gamma.
- Sinar gamma diubah menjadi panas dan cahaya saat bergerak keluar dari Matahari.
Cahaya
- Teleskop khusus di Bumi dan di luar angkasa dapat menunjukkan kepada kita permukaan Matahari dengan detail yang luar biasa.
- Kromosfer yang hampir tak terlihat, tepat di atas fotosfer, sedikit lebih panas dari permukaan dengan suhu mencapai sekitar 20,000 K.
- Di atas kromosfer, korona menjadi angin gas tipis yang mengalir keluar melalui tata surya.
- Korona jauh lebih panas dari permukaan Matahari, dengan suhu mencapai 2,000,000 K.
- Saat gerhana matahari, saat Bulan menghalangi cahaya fotosfer, pancaran putih korona terlihat oleh mata.
Spektrum
- Matahari adalah bintang tipe G, artinya memancarkan spektrum cahaya yang didominasi oleh cahaya kuning kehijauan.
- Spektrum matahari mengungkapkan komposisi Matahari, dengan unsur-unsur seperti hidrogen, helium, dan oksigen yang paling melimpah.
- Energi matahari gratis tersedia bagi kita dalam bentuk sinar matahari, yang dapat digunakan untuk menyalakan rumah dan bisnis.
- Berlayar di ruang angkasa dengan sinar matahari dimungkinkan, karena pesawat ruang angkasa dapat menggunakan energi Matahari untuk mendorong dirinya sendiri.
- Angin surya adalah aliran partikel bermuatan yang dipancarkan dari Matahari dan dapat memengaruhi iklim Bumi.
Suhu Panas Matahari
Dasar-dasar
- Nol mutlak adalah suhu dingin -273.15°C, -459.67°F, atau 0K.
- Bumi tetap hangat oleh energi yang tersisa dari pembentukannya, energi yang dilepaskan dari peluruhan radioaktif, dan energi yang diterimanya dari Matahari.
- Permukaan Matahari, atau fotosfer, memiliki suhu rata-rata sekitar 6000K.
- Bintik matahari lebih dingin, sekitar 4500K, karena medan magnet lokal yang kuat menghalangi aliran energi.
- Air membeku pada 273K (0°C atau 32°F) dan mendidih pada 373K (100°C atau 212°F).
Bagian yang Tak Terlihat
- Kromosfer yang hampir tidak terlihat, tepat di atas fotosfer, sedikit lebih panas dari permukaannya yang suhunya mencapai 20,000 K.
- Di atas kromosfer, korona adalah angin gas tipis yang mengalir keluar melalui tata surya.
- Korona jauh lebih panas dari permukaan Matahari, dengan suhu mencapai 2,000,000K.
Sendok Bagian Dalam
- Kepadatan rata-rata Matahari adalah sekitar 1.4 gram per sentimeter kubik.
- Pusat Matahari adalah 15,000,000 K dan memiliki kerapatan 150 gram per sentimeter kubik.
- Energi dari pusat Matahari mencapai permukaan sekitar 1,000,000 tahun dan membutuhkan waktu 8 menit untuk mencapai Bumi.
Sumber Energi Matahari: Rantai Proton-Proton
Apa yang terjadi?
- Di dalam Matahari, suhunya sangat panas (15 juta kelvin!) sehingga atom hidrogen terpental dan sering bertabrakan.
- Tabrakan ini melepas elektron, hanya menyisakan proton dan elektron.
- Proton memiliki energi yang cukup untuk mengatasi tolakan dan bergabung bersama, membuat deuterium, kemudian helium ringan, dan akhirnya, helium yang kita temukan di Bumi.
- Setiap kali proses ini terjadi, 4 atom hidrogen menjadi 1 atom helium.
Apa masalahnya?
- Saat helium dibuat, sebagian massanya telah hilang.
- Massa yang hilang itu telah diubah menjadi energi, dalam bentuk sinar gamma (100,000 kali lebih energik daripada cahaya tampak!).
- Jadi, Matahari mengubah hidrogen menjadi helium dan energi!
Sinar Matahari yang Mengkilap
Apa itu Sinar Gamma?
Sinar gamma seperti hewan pesta kecil, mereka diserap oleh atom, kemudian mereka menjadi bersemangat dan mulai menari-nari, mengubah panjang gelombangnya sesuai dengan tingkat energi elektron dalam atom, dan suhu atom.
Apa Hasil Akhirnya?
Pada saat hewan-hewan pesta kecil ini mencapai permukaan Matahari, sebagian besar telah berubah menjadi:
- Cahaya tampak (bintang Tipe G)
- Sinar ultraviolet
- Cahaya inframerah
- Sinar-X dalam jumlah kecil
- Gelombang mikro
- Gelombang radio
Semua ini adalah bentuk Radiasi Elektromagnetik, yang pada dasarnya hanyalah cahaya, yang terdiri dari foton.
Matahari adalah Bintang Tipe-G
Apa itu Bintang Tipe-G?
- Bintang tipe-G adalah bintang berukuran sedang yang sebagian besar memancarkan cahaya tampak, dengan sedikit sinar-X, ultraviolet, inframerah, gelombang mikro, dan gelombang radio.
- Mereka seperti Goldilocks bintang – tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin, tapi pas!
- Bintang-bintang ini diklasifikasikan berdasarkan cahaya yang dipancarkannya, dan yang serupa dengan Matahari diberi label tipe “G”.
Apa artinya ini untuk kita?
- Kita beruntung Matahari adalah bintang tipe-G, karena radiasi elektromagnetiknya sebagian besar adalah cahaya tampak, yang aman bagi kita manusia.
- Atmosfer bumi menyerap sinar-X yang lebih berbahaya, dan lapisan ozon menghalangi sinar ultraviolet.
- Cahaya infra merah dirasakan sebagai panas, dan gelombang mikro serta gelombang radio membawa musik melalui ruang angkasa.
Mengapa langit Berwarna biru?
- Matahari adalah bintang G2, yang artinya memiliki suhu permukaan rata-rata 5,780 K, memberikan warna keputihan.
- Atmosfer bumi menghamburkan cahaya violet dan biru dengan panjang gelombang lebih pendek, membuat langit tampak biru.
- Cahaya yang tersisa membuat Matahari terlihat kuning.
Jenis Bintang Lainnya
- Bintang tipe O adalah bintang terbesar dan terpanas, dan sebagian besar memancarkan sinar ultraviolet.
- Bintang tipe M adalah bintang terkecil dan terdingin, dan sebagian besar memancarkan cahaya inframerah.
- Proxima Centauri adalah bintang tipe M dan bintang terdekat dengan Matahari, berjarak 4 tahun cahaya.
- Dengan menganalisis cahaya yang dipancarkan oleh sebuah bintang, kita bisa belajar banyak tentangnya.
Kesimpulan
Kesimpulannya, matahari adalah sumber energi luar biasa yang menghangatkan kita dan memberi kita cahaya. Sungguh menakjubkan untuk berpikir bahwa energi yang sama yang memanaskan Death Valley hingga 134°F (56.7°C) juga dapat memberi kita kehangatan lembut yang dapat kita nikmati. Untuk memaksimalkan energi matahari, ingatlah untuk memakai tabir surya, tetap terhidrasi, dan nikmati alam bebas! Dan jangan lupakan aturan terpenting: jangan pernah melihat langsung ke matahari, atau Anda akan melihat bintang!
