太陽は太陽系の中心にある星です。 それは熱と光を放ち、地球や他の惑星を暖めます。 しかし、それはどのように行うのですか？
この投稿では、以下について説明します。
日射
太陽放射とは何ですか？
太陽放射は、太陽から来るエネルギーであり、地球を暖めます。 それは、太陽のコアでの核融合反応によって生成され、主に可視光の形で大量の電磁放射を放出します。
どのくらいの太陽放射が地球に到達しますか.
太陽の表面は 63 平方メートルあたり約 93 万ワットのエネルギーを放出しますが、1,370 万マイル移動して私たちに到達するまでには、大気の最上部では XNUMX 平方メートルあたり XNUMX ワットにすぎません。 それは大変なエネルギーですが、それでも私たち全員が汗を流すには十分ではありません!
太陽放射についての豆知識
- ビーチに行かなくても日焼けするには太陽の光が唯一の方法です！
- 太陽放射は、プラグを差し込まなくても、ガジェットやギズモに電力を供給する優れた方法です。
- キャンプファイヤーを作らなくても、太陽放射を利用しておいしいスモアを作ることができます。
真空および物理媒体を介したエネルギー伝送
電磁波
- 可視光線、赤外線、紫外線、X 線などの電磁放射は、幽霊のように真空の空間を通り抜けることができます。
- 他の形態のエネルギーは、通過する物理的な媒体を必要とします。例えば、音響エネルギーには空気または別の物質が伝達される必要があり、海の波エネルギーには水が必要です。
- しかし、太陽エネルギーは特別で、エネルギーを伝達するための物理的物質を必要とせずに、太陽から地球に移動できます。 この電磁エネルギーの特徴により、地球は必要な熱を含むすべての太陽エネルギーを得ることができます。
音響エネルギー
- 音のエネルギーは、風にそよぐささやきのように、空気または別の物質を伝達する必要があります。
- 海の波エネルギーは、池のさざなみのように、水を通過する必要があります。
- しかし、太陽エネルギーは異なります。エネルギーを伝達するための物理的物質を必要とせずに、太陽から地球に移動できます。 この電磁エネルギーの特徴により、地球は必要な熱を含むすべての太陽エネルギーを得ることができます。
地球による太陽放射の吸収
太陽の贈り物
だから太陽は、「ねえ地球、私はあなたのために何かを手に入れました！」のようなものです。 地球は「何だ、太陽？」 そして太陽のような、「それはエネルギーの塊です！ それは素晴らしいでしょう！ つまり、太陽は熱、光、紫外線の形でこのエネルギーをすべて送り出し、地球は「ああ、太陽に感謝！
それはどこに行きますか？
ですから、エネルギーはいたるところにあり、「どこに行けばいいの？ 私は何をしますか？" そして地球は「心配しないで、私はガッチュ！」のようなものです。 エネルギーは空気、水、岩、建物、舗装、生物に吸収され、「ああ、かっこいい、私は今何かの一部になった!」のようなものです。
不均一な加熱
地球のある部分は、他の部分よりも多くのエネルギーを受け取ります。 地球は「その通りだ、相棒！」のようです。 エネルギーの違いにより、風や海流が地球全体を移動します。
再放射熱
それがなければどうなるでしょうか？
- 太陽が熱を取り除く方法もなく私たちに降り注いでいるなら、私たちは乾杯するでしょう!
- 幸いなことに、地球には冷却する方法があります。熱を宇宙に再放射します。
- 再放射される熱の量は、大気中のガスの種類によって異なります。 一部のガスは他のガスよりも熱をよく吸収し、再放射プロセスを台無しにする可能性があります。
- これらのガスの XNUMX つは二酸化炭素であり、「温室効果」を引き起こす可能性があります。 大気中の二酸化炭素の量が増えると、より多くの熱が大気中に蓄えられ、再放射される熱が少なくなります。
これは私たちにとって何を意味するのでしょうか?
- 大気中の二酸化炭素の量を監視しないと、地球はさらに高温になります。
- 大気中の二酸化炭素の量を管理して、地球を涼しく保つ必要があります。
- それは、化石燃料の使用を減らし、より多くの木を植え、一般的に環境への影響にもっと注意を払うことを意味します.
太陽が到達する温度は?
表面温度
それで、あなたは太陽がどれほど暑いか疑問に思っていますか？ さて、私に言わせてください、それは暑いです！ ビーチでの 90 日よりも暑い、夏のハイキングよりも暑い、エアコンが壊れた 100 年で最も暑い日に家にいるよりもさらに暑い。 32°F から 38°F (134°C から 56.7°C) の温度について話しています。 しかし、10 年 1913 月 XNUMX 日にカリフォルニア州デスバレーで記録された XNUMX°F (XNUMX°C) という、地球上でこれまでに記録された最高気温とは比較になりません。
太陽の核
私たちの太陽系の中心にある恒星である太陽は、私たちが想像する以上に高温です。 太陽の表面は灼熱ですが、核心は？ まあ、それはまったく別のレベルの熱です！ 太陽のコアで見つかることが期待できるいくつかのことを次に示します。
- 華氏 27 万度 (摂氏 15 万度) に達する温度
- 海面気圧の250億倍の圧力
- エネルギーと光を生み出す核融合反応
まとめ
それで、あなたはそれを持っています。 太陽は熱い。 のように、本当に暑いです。 想像以上に熱い。 ですから、次に太陽の下にいるときは、覚えておいてください – 思ったよりも暑いです!
太陽の熱とエネルギー
温度
- 宇宙では、太陽から遠く離れた分子は、ビッグバンの残りの光だけで暖められます。 絶対零度は -273.15°C、-459.67°F、または 0K です。
- 星の間のガスは、わずか約 3K の温度に達することがあります。
- 太陽の表面、または光球の平均温度は約 6000K です。
- 太陽黒点は約 4500K でより低温です。
- 水は 273K (0°C または 32°F) で凝固し、373K (100°C または 212°F) で沸騰します。
エネルギー源
- 温度が 15 万ケルビンの太陽の奥深くでは、水素原子が飛び回り、しばしば衝突します。
- それらのエネルギーは非常に高いため、衝突によって原子の電子が剥ぎ取られます。
- 単なる陽子である水素は、他の陽子と結合してヘリウムを形成します。
- 陽子 - 陽子連鎖と呼ばれるこのプロセスは、ガンマ線の形でエネルギーを放出します。
- ガンマ線は、太陽から出るときに熱と光に変換されます。
光
- 地球上と宇宙の特別な望遠鏡は、太陽の表面を非常に詳細に見せることができます。
- 光球のすぐ上にあるほとんど目に見えない彩層は、表面よりも少し熱く、温度は約 20,000K に達します。
- 彩層の上では、コロナは薄いガスの風になり、太陽系を通って外側に流れます。
- コロナは太陽の表面よりも著しく熱く、温度は 2,000,000K に達します。
- 日食の際、月が光球の光を遮ると、コロナの白い輝きが目に見えます。
スペクトラム
- 太陽はタイプ G 星であり、黄緑色の光が支配的な光のスペクトルを放出します。
- 太陽スペクトルは、水素、ヘリウム、酸素などの元素が最も豊富な太陽の組成を明らかにします。
- 無料の太陽エネルギーは太陽光の形で私たちに提供されており、家庭や企業に電力を供給するために使用できます.
- 宇宙船は太陽のエネルギーを使って推進することができるため、太陽光のある宇宙での航行は可能です。
- 太陽風は、太陽から放出される荷電粒子の流れであり、地球の気候に影響を与える可能性があります。
太陽のトースト温度
基礎
- 絶対零度は、-273.15°C、-459.67°F、または 0K の肌寒い温度です。
- 地球は、その形成からの残りのエネルギー、放射性崩壊から放出されるエネルギー、および太陽から受け取るエネルギーによって暖かく保たれています。
- 太陽の表面、または光球の平均温度は約 6000K です。
- 太陽黒点は約 4500K で、エネルギーの流れをブロックする強力な局所磁場のために、より低温です。
- 水は 273K (0°C または 32°F) で凝固し、373K (100°C または 212°F) で沸騰します。
見えない部分
- 光球のすぐ上にあるほとんど目に見えない彩層は、表面よりも少し熱く、温度は 20,000K に達します。
- 彩層の上では、コロナは太陽系を通って外側に流れる薄いガスの風です。
- コロナは太陽の表面よりもはるかに熱く、温度は 2,000,000K に達します。
インサイドスクープ
- 太陽の平均密度は、1.4 立方センチメートルあたり約 XNUMX グラムです。
- 太陽の中心は 15,000,000K で、密度は 150 グラム/立方センチメートルです。
- 太陽の中心からのエネルギーは約 1,000,000 万年で地表に到達し、地球に到達するのに 8 分かかります。
太陽のエネルギー源: 陽子-陽子連鎖
何が起こっていますか？
- 太陽の内部は非常に高温 (15 万ケルビン!) であるため、水素原子が跳ね回り、しばしば互いに衝突します。
- この衝突は電子をはぎ取り、陽子と電子だけを残します。
- 陽子は、反発力を克服して融合するのに十分なエネルギーを持っており、重水素、次に軽いヘリウム、そして最後に地球上で見つけられるヘリウムを作ります。
- このプロセスが発生するたびに、4 つの水素原子が 1 つのヘリウム原子になります。
ビッグディールとは？
- ヘリウムが作られると、質量の一部が消えます。
- その失われた質量は、ガンマ線の形でエネルギーに変換されました (可視光の 100,000 倍のエネルギーです!)。
- つまり、太陽は水素をヘリウムとエネルギーに変換しています!
太陽の輝く光線
ガンマ線とは？
ガンマ線は小さなパーティー アニマルのようなもので、原子に吸収されると興奮して踊り始め、原子内の電子のエネルギー レベルと原子の温度に応じて波長を変化させます。
最終結果は？
これらの小さなパーティー アニマルが太陽の表面に到達するまでに、ほとんどが次のように変化しています。
- 可視光（G型星）
- 紫外線
- 赤外線
- 少量のX線
- 電子レンジ
- 電波
これらはすべて電磁放射の形態であり、基本的には光子で構成された単なる光です。
太陽はG型星
G型スターとは？
- G 型星は中型の星で、主に可視光を放出し、X 線、紫外線、赤外線、マイクロ波、および電波が適切な測定のために投入されます。
- 星のゴルディロックのように、暑すぎず、寒すぎず、ちょうどいい温度です。
- これらの星は、それらが発する光に基づいて分類され、太陽に似たものはタイプ「G」と分類されます。
これは私たちにとって何を意味するのでしょうか?
- 太陽が G 型星であることは幸運です。なぜなら、太陽の電磁放射はほとんどが可視光であり、人間にとって安全だからです。
- 地球の大気はより危険な X 線を吸収し、オゾン層は紫外線を遮断します。
- 赤外線は熱として感じられ、マイクロ波と電波は空間に音楽を運びます。
スカイブルーはなぜ？
- 太陽は G2 星で、平均表面温度が 5,780 K で、白っぽい色をしています。
- 地球の大気は短波長の紫と青の光を散乱させ、空を青く見せます。
- 残りの光は太陽を黄色く見せます。
その他の星
- O 型星は、最も大きくて最も熱い星であり、主に紫外光を放出します。
- M 型星は、最も小さくて最も低温の星で、主に赤外光を放射します。
- プロキシマ ケンタウリは M 型星で、太陽から 4 光年離れた最も近い星です。
- 星が放つ光を分析することで、星について多くのことを知ることができます。
まとめ
結論として、太陽は私たちを暖め、光を提供してくれる素晴らしいエネルギー源です。 デス バレーを 134°F (56.7°C) まで加熱するのと同じエネルギーが、私たちが楽しめる穏やかな暖かさを提供できると考えると、驚くべきことです。 太陽のエネルギーを最大限に活用するには、日焼け止めを着用し、水分を補給し、アウトドアを楽しむことを忘れないでください! そして、最も重要なルールを忘れないでください: 太陽を直接見ないでください。星が見えてしまいます!
