Saule ir zvaigzne mūsu Saules sistēmas centrā. Tas izdala siltumu un gaismu, kas sasilda Zemi un citas planētas. Bet kā tas to dara?
Šajā rakstā mēs apskatīsim:
- 1 Saules radiācija
- 2 Enerģijas pārvade caur vakuumu un fiziskiem līdzekļiem
- 3 Saules starojuma absorbcija uz Zemes
- 4 Siltuma atkārtota izstarošana
- 5 Kādu temperatūru sasniedz saule?
- 6 Saules siltums un enerģija
- 7 Saules grauzdēta temperatūra
- 8 Saules enerģijas avots: protonu-protonu ķēde
- 9 Saules spožie stari
- 10 Saule ir G tipa zvaigzne
- 11 Secinājumi
Saules radiācija
Kas ir saules starojums?
Saules starojums ir enerģija, kas nāk no saules un sasilda Zemi. To rada kodolsintēzes reakcijas saules kodolā, kas liek tai izstarot lielu daudzumu elektromagnētiskā starojuma, galvenokārt redzamās gaismas veidā.
Cik daudz saules starojuma sasniedz Zemi?
Saules virsma izstaro aptuveni 63 miljonus vatu enerģijas uz kvadrātmetru, bet brīdī, kad tā sasniedz mūs, pēc 93 miljonu jūdžu nobraukšanas, atmosfēras augšdaļā tā ir tikai 1,370 vati uz kvadrātmetru. Tas ir daudz enerģijas, taču ar to joprojām ir par maz, lai mēs visi būtu sviedros!
Jautri fakti par saules starojumu
- Saules starojums ir vienīgais veids, kā iegūt iedegumu, nedodoties uz pludmali!
- Saules starojums ir lielisks veids, kā darbināt savus sīkrīkus un ierīces, tos nepievienojot.
- Saules starojumu var izmantot, lai pagatavotu gardus s'mores, neveidojot ugunskuru.
Enerģijas pārvade caur vakuumu un fiziskiem līdzekļiem
Elektromagnētiskā radiācija
- Elektromagnētiskais starojums, piemēram, redzamā gaisma, infrasarkanais starojums, ultravioletais starojums un rentgena starojums, var pārvietoties cauri kosmosa vakuumam kā spoks.
- Citu enerģijas veidu kustībai ir nepieciešams fizisks medijs, piemēram, skaņas enerģijai ir nepieciešams gaiss vai cita viela, lai to pārraidītu, un okeānu viļņu enerģijai ir nepieciešams ūdens.
- Taču saules enerģija ir īpaša, tā var ceļot no saules uz Zemi bez fiziskas vielas, lai pārraidītu enerģiju. Šī elektromagnētiskās enerģijas iezīme ļauj Zemei iegūt visu tai nepieciešamo saules enerģiju, tostarp siltumu.
Skaņas enerģija
- Skaņas enerģijai ir nepieciešams gaiss vai cita viela, lai tā tiktu pārraidīta kā vēja čuksti.
- Okeānu viļņu enerģijai ir nepieciešams ūdens, lai pārvietotos cauri, piemēram, viļņojumam dīķī.
- Taču saules enerģija ir atšķirīga, tā var ceļot no saules uz Zemi bez fiziskas vielas, lai pārraidītu enerģiju. Šī elektromagnētiskās enerģijas iezīme ļauj Zemei iegūt visu tai nepieciešamo saules enerģiju, tostarp siltumu.
Saules starojuma absorbcija uz Zemes
Saules dāvana
Tātad saule saka: "Hei, zeme, es tev kaut ko piedāvāju!" un Zeme, piemēram, "Kas tas ir, Saule?" un Saule saka: “Tā ir vesela enerģijas kaudze! Tas būs lieliski! ” Tātad saule visu šo enerģiju sūta uz leju siltuma, gaismas un UV staru veidā, un Zeme saka: "O, paldies, Saule!"
Kur tas iet?
Tātad enerģija ir visur, un tas ir kā: “Kur man iet? Ko man darīt?" un Zeme saka: "Neuztraucieties, es sapratu!" Tātad enerģiju absorbē gaiss, ūdens, akmeņi, ēkas, bruģis un dzīvās būtnes, un tas ir kā: "Ak, forši, es tagad esmu daļa no kaut kā!"
Nevienmērīga apkure
Tātad dažas Zemes daļas saņem vairāk enerģijas nekā citas, un tas ir kā: "Ei, kāpēc tā?" un Zeme saka: "Tas ir tieši tā, draugs!" Tātad enerģijas atšķirības liek vējiem un okeāna straumēm pārvietoties pa visu planētu, un tas ir kā: "Oho, tas ir diezgan forši!"
Siltuma atkārtota izstarošana
Kas notiktu bez tā?
- Ja Saule turpinātu spīdēt pār mums, nekādi nevarot atbrīvoties no karstuma, mēs būtu tosti!
- Par laimi, Zemei ir veids, kā atdzist – tā izstaro siltumu atpakaļ kosmosā.
- Siltuma daudzums, kas tiek atkārtoti izstarots, ir atkarīgs no atmosfērā esošo gāzu veida. Dažas gāzes absorbē siltumu labāk nekā citas un var traucēt atkārtotas apstarošanas procesu.
- Viena no šīm gāzēm ir oglekļa dioksīds, kas var izraisīt “siltumnīcas efektu”. Palielinoties oglekļa dioksīda daudzumam atmosfērā, atmosfērā tiek uzkrāts vairāk siltuma un mazāk siltuma tiek atkārtoti izstarota.
Ko tas mums nozīmē?
- Ja mēs neievērosim oglekļa dioksīda daudzumu atmosfērā, Zeme kļūs daudz karstāka!
- Mums ir jāpārliecinās, ka mēs uzturam Zemi vēsu, pārvaldot oglekļa dioksīda daudzumu atmosfērā.
- Tas nozīmē samazināt fosilā kurināmā izmantošanu, stādīt vairāk koku un kopumā vairāk pievērst uzmanību mūsu ietekmei uz vidi.
Kādu temperatūru sasniedz saule?
Virsmas temperatūra
Tātad, jūs interesē, cik karsta ir saule? Nu, ļaujiet man pateikt, ka ir karsts! Karstāks par dienu pludmalē, karstāks nekā pārgājienā vasarā un pat karstāks nekā jūsu mājā gada karstākajā dienā, kad ir bojāta AC. Mēs runājam par temperatūru no 90 ° F līdz 100 ° F (32 ° C līdz 38 ° C). Bet tas nav nekas, salīdzinot ar karstāko temperatūru, kāda jebkad reģistrēta uz Zemes – 134°F (56.7°C) Nāves ielejā, Kalifornijā 10. gada 1913. jūlijā.
Saules kodols
Saule, zvaigzne mūsu Saules sistēmas centrā, ir daudz karstāka par visu, ko mēs varam iedomāties. Saules virsma svelmē, bet kodols? Nu tas ir pavisam cits siltuma līmenis! Šeit ir dažas lietas, ko varat sagaidīt saules kodolā:
- Temperatūra, kas sasniedz līdz 27 miljoniem grādu pēc Fārenheita (15 miljoniem grādu pēc Celsija)
- Spiediens ir tik intensīvs, ka tas ir 250 miljardus reižu lielāks nekā spiediens jūras līmenī
- Kodolsintēzes reakcijas, kas ražo enerģiju un gaismu
Secinājumi
Tātad, jums tas ir. Saule ir karsta. Piemēram, ļoti karsts. Karstāks par visu, ko varat iedomāties. Tāpēc nākamreiz, kad atrodaties saulē, atcerieties – tas ir karstāks, nekā jūs domājat!
Saules siltums un enerģija
Temperatūra
- Kosmosā molekulas, kas atrodas tālu no Saules, silda tikai gaisma, kas palikusi no Lielā sprādziena. Absolūtā nulle ir -273.15°C, -459.67°F vai 0K.
- Gāze starp zvaigznēm var sasniegt tikai aptuveni 3K temperatūru.
- Saules virsmas jeb fotosfēras vidējā temperatūra ir aptuveni 6000 K.
- Saules plankumi ir vēsāki, aptuveni 4500 K.
- Ūdens sasalst 273 K (0°C vai 32°F) temperatūrā un vārās 373K (100°C vai 212°F) temperatūrā.
Enerģijas avots
- Dziļi Saules iekšienē, kur temperatūra ir 15 miljoni kelvinu, ūdeņraža atomi griežas un bieži saduras.
- Viņu enerģija ir tik liela, ka sadursme atdala atoma elektronus.
- Ūdeņradis, kas ir vienkārši protons, savienojas ar citiem protoniem, veidojot hēliju.
- Šis process, ko sauc par protonu-protonu ķēdi, atbrīvo enerģiju gamma staru veidā.
- Gamma stari tiek pārvērsti siltumā un gaismā, kad tie iziet no Saules.
Gaisma
- Speciālie teleskopi uz Zemes un kosmosā var mums ārkārtīgi detalizēti parādīt Saules virsmu.
- Gandrīz neredzamā hromosfēra, kas atrodas tieši virs fotosfēras, ir nedaudz karstāka par virsmu, un tās temperatūra sasniedz aptuveni 20,000 XNUMX K.
- Virs hromosfēras korona kļūst par plānas gāzes vēju, kas plūst uz āru caur Saules sistēmu.
- Korona ir ievērojami karstāka nekā Saules virsma, un temperatūra sasniedz 2,000,000 XNUMX XNUMX K.
- Saules aptumsuma laikā, kad Mēness bloķē fotosfēras gaismu, acij ir redzams baltais vainaga mirdzums.
Spektrs
- Saule ir G tipa zvaigzne, kas nozīmē, ka tā izstaro gaismas spektru, kurā dominē dzeltenzaļa gaisma.
- Saules spektrs atklāj Saules sastāvu, kur visizplatītākie ir tādi elementi kā ūdeņradis, hēlijs un skābeklis.
- Mums ir pieejama bezmaksas saules enerģija saules gaismas veidā, ko var izmantot māju un uzņēmumu barošanai.
- Burāšana kosmosā ar saules gaismu ir iespējama, jo kosmosa kuģi var izmantot Saules enerģiju, lai sevi virzītu uz priekšu.
- Saules vējš ir lādētu daļiņu straume, kas izplūst no Saules un var ietekmēt Zemes klimatu.
Saules grauzdēta temperatūra
Pamati
- Absolūtā nulle ir vēss -273.15°C, -459.67°F vai 0K.
- Zemi silda enerģija, kas palikusi no tās veidošanās, enerģija, kas izdalās no radioaktīvās sabrukšanas, un enerģija, ko tā saņem no Saules.
- Saules virsmas jeb fotosfēras vidējā temperatūra ir aptuveni 6000 K.
- Saules plankumi ir vēsāki, aptuveni 4500 K, jo spēcīgs vietējais magnētiskais lauks bloķē enerģijas plūsmu.
- Ūdens sasalst 273 K (0°C vai 32°F) temperatūrā un vārās 373K (100°C vai 212°F) temperatūrā.
Neredzamās daļas
- Gandrīz neredzamā hromosfēra, kas atrodas tieši virs fotosfēras, ir nedaudz karstāka par virsmu, un tās temperatūra sasniedz 20,000 XNUMX K.
- Virs hromosfēras korona ir plānas gāzes vējš, kas plūst uz āru caur Saules sistēmu.
- Korona ir daudz karstāka nekā Saules virsma, un temperatūra sasniedz 2,000,000 XNUMX XNUMX K.
Inside Scoop
- Saules vidējais blīvums ir aptuveni 1.4 grami uz kubikcentimetru.
- Saules centrs ir 15,000,000 150 XNUMX K, un tā blīvums ir XNUMX grami uz kubikcentimetru.
- Enerģija no Saules centra sasniedz virsmu aptuveni 1,000,000 8 XNUMX gadu laikā un aizņem XNUMX minūtes, lai sasniegtu Zemi.
Saules enerģijas avots: protonu-protonu ķēde
Kas notiek?
- Saules iekšienē ir tik karsts (15 miljoni kelvinu!), ka ūdeņraža atomi lēkā apkārt un bieži ietriecas viens otrā.
- Šī sadursme atdala elektronus, atstājot tikai protonus un elektronus.
- Protoniem ir pietiekami daudz enerģijas, lai pārvarētu savu atgrūšanos un saplūst kopā, veidojot deitēriju, pēc tam vieglu hēliju un, visbeidzot, hēliju, ko atrodam uz Zemes.
- Katru reizi, kad notiek šis process, 4 ūdeņraža atomi kļūst par 1 hēlija atomu.
Kāds ir lielais darījums?
- Kad hēlijs ir izgatavots, daļa masas ir pazudusi.
- Šī trūkstošā masa ir pārvērsta enerģijā gamma staru veidā (100,000 XNUMX reižu enerģiskāka nekā redzamā gaisma!).
- Tātad, Saule pārvērš ūdeņradi hēlijā un enerģijā!
Saules spožie stari
Kas ir gamma stari?
Gamma stari ir kā mazi mazi ballīšu dzīvnieciņi, tos absorbē atomi, tad tie aizraujas un sāk dejot apkārt, mainot savu viļņa garumu atbilstoši atomos esošo elektronu enerģijas līmenim un atomu temperatūrai.
Kāds ir gala rezultāts?
Līdz brīdim, kad šie mazie ballīšu dzīvnieki sasniedz Saules virsmu, tie lielākoties ir pārvērtušies par:
- Redzamā gaisma (G tipa zvaigzne)
- Ultravioletā gaisma
- Infrasarkanais gaisma
- Neliels rentgenstaru daudzums
- Mikroviļņu krāsnis
- Radioviļņi
Visi šie ir elektromagnētiskā starojuma veidi, kas būtībā ir tikai gaisma, kas sastāv no fotoniem.
Saule ir G tipa zvaigzne
Kas ir G tipa zvaigzne?
- G-tipa zvaigznes ir vidēja izmēra zvaigznes, kas izstaro galvenokārt redzamo gaismu ar nelielu rentgenstaru, ultravioleto, infrasarkano, mikroviļņu un radioviļņu starojumu.
- Tie ir kā zvaigžņu zeltīti — ne pārāk karsti, ne pārāk auksti, bet tieši tādi!
- Šīs zvaigznes tiek klasificētas atkarībā no gaismas, ko tās izstaro, un Saulei līdzīgās zvaigznes ir apzīmētas ar “G” tipu.
Ko tas mums nozīmē?
- Mums ir paveicies, ka Saule ir G tipa zvaigzne, jo tās elektromagnētiskais starojums lielākoties ir redzamā gaisma, kas ir droša mums, cilvēkiem.
- Zemes atmosfēra absorbē bīstamākos rentgena starus, un ozona slānis bloķē ultravioleto gaismu.
- Infrasarkanā gaisma ir jūtama kā siltums, un mikroviļņi un radioviļņi nes mūziku kosmosā.
Kāpēc debesis ir zilas?
- Saule ir G2 zvaigzne, kas nozīmē, ka tās vidējā virsmas temperatūra ir 5,780 K, piešķirot tai bālganu krāsu.
- Zemes atmosfēra izkliedē īsāka viļņa garuma violeto un zilo gaismu, liekot debesīm izskatīties zilām.
- Atlikusī gaisma padara Sauli dzeltenu.
Cita veida zvaigznes
- O tipa zvaigznes ir lielākās un karstākās zvaigznes, un tās izstaro galvenokārt ultravioleto gaismu.
- M tipa zvaigznes ir mazākās un vēsākās zvaigznes, un tās izstaro galvenokārt infrasarkano gaismu.
- Proxima Centauri ir M tipa zvaigzne un Saulei tuvākā zvaigzne, kas atrodas 4 gaismas gadu attālumā.
- Analizējot zvaigznes izstaroto gaismu, mēs varam daudz uzzināt par to.
Secinājumi
Noslēgumā jāsaka, ka saule ir neticams enerģijas avots, kas mūs sasilda un apgādā ar gaismu. Ir pārsteidzoši domāt, ka tā pati enerģija, kas uzsilda Nāves ieleju līdz 134 °F (56.7 °C), var arī sniegt mums maigu siltumu, ko varam baudīt. Lai maksimāli izmantotu saules enerģiju, atcerieties lietot saules aizsargkrēmu, uzturiet hidratāciju un izbaudiet atpūtu ārā! Un neaizmirstiet par vissvarīgāko noteikumu: nekad neskatieties tieši saulē, pretējā gadījumā jūs redzēsit zvaigznes!
