Matahari adalah bintang di pusat sistem suria kita. Ia mengeluarkan haba dan cahaya, yang memanaskan Bumi dan planet lain. Tetapi bagaimana ia melakukannya?
Dalam catatan ini kita akan merangkumi:
- 1 Sinaran Suria
- 2 Penghantaran Tenaga Melalui Vakum dan Media Fizikal
- 3 Penyerapan Sinaran Suria oleh Bumi
- 4 Menyinarkan semula Haba
- 5 Apakah Suhu yang Dicapai Matahari?
- 6 Haba dan Tenaga Matahari
- 7 Suhu Panas Matahari
- 8 Sumber Tenaga Matahari: Rantaian Proton-Proton
- 9 Sinaran Berkilat Matahari
- 10 Matahari ialah Bintang G-Type
- 11 Kesimpulan
Sinaran Suria
Apakah Sinaran Suria?
Sinaran suria ialah tenaga yang datang daripada matahari dan memanaskan Bumi. Ia dicipta oleh tindak balas pelakuran nuklear dalam teras matahari, yang menyebabkan ia mengeluarkan sejumlah besar sinaran elektromagnet, kebanyakannya dalam bentuk cahaya yang boleh dilihat.
Berapa Banyak Sinaran Suria Mencapai Bumi?
Permukaan matahari memancarkan kira-kira 63 juta watt tenaga bagi setiap meter persegi, tetapi apabila ia sampai kepada kita, selepas perjalanan 93 juta batu, ia hanya 1,370 watt setiap meter persegi di bahagian atas atmosfera. Itu adalah banyak tenaga, tetapi ia masih tidak mencukupi untuk membuat kita semua berpeluh!
Fakta Seronok Tentang Sinaran Suria
- Sinaran suria adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan kulit sawo matang tanpa perlu pergi ke pantai!
- Sinaran suria ialah cara terbaik untuk menghidupkan alat dan gizmo anda tanpa perlu memasangkannya.
- Sinaran suria boleh digunakan untuk membuat s'mores yang lazat tanpa perlu membina unggun api.
Penghantaran Tenaga Melalui Vakum dan Media Fizikal
Radiasi elektromagnetik
- Sinaran elektromagnet, seperti cahaya nampak, sinaran inframerah, cahaya ultraungu dan sinar-X, boleh bergerak melalui ruang hampa seperti hantu.
- Bentuk tenaga lain memerlukan media fizikal untuk bergerak, seperti tenaga bunyi memerlukan udara atau bahan lain untuk dihantar, dan tenaga gelombang lautan memerlukan air.
- Tetapi tenaga suria adalah istimewa, ia boleh bergerak dari matahari ke Bumi tanpa memerlukan bahan fizikal untuk menghantar tenaga. Ciri tenaga elektromagnet ini membolehkan Bumi mendapat semua tenaga suria, termasuk haba, yang diperlukannya.
Tenaga bunyi
- Tenaga bunyi memerlukan udara atau bahan lain untuk dihantar, seperti bisikan di angin.
- Tenaga gelombang lautan memerlukan air untuk bergerak, seperti riak di dalam kolam.
- Tetapi tenaga suria adalah berbeza, ia boleh bergerak dari matahari ke Bumi tanpa memerlukan bahan fizikal untuk menghantar tenaga. Ciri tenaga elektromagnet ini membolehkan Bumi mendapat semua tenaga suria, termasuk haba, yang diperlukannya.
Penyerapan Sinaran Suria oleh Bumi
Hadiah Matahari
Jadi matahari seperti, "Hei Bumi, saya ada sesuatu untuk awak!" dan Bumi seperti, "Apa itu, Matahari?" dan Matahari seperti, “Ia adalah sekumpulan tenaga! Ia akan menjadi hebat!” Jadi matahari menghantar semua tenaga ini dalam bentuk haba, cahaya, dan sinaran UV, dan Bumi seperti, "Oh wow, terima kasih Matahari!"
Ke mana perginya?
Jadi tenaga ada di mana-mana, dan ia seperti, “Ke mana saya hendak pergi? Apa yang saya buat?" dan Bumi seperti, "Jangan risau, saya faham!" Jadi tenaga diserap oleh udara, air, batu, bangunan, turapan, dan benda hidup, dan ia seperti, "Oh, saya adalah sebahagian daripada sesuatu sekarang!"
Pemanasan Tidak Sekata
Oleh itu, sesetengah bahagian Bumi mendapat lebih banyak tenaga daripada yang lain, dan ia seperti, "Hei, kenapa begitu?" dan Bumi seperti, "Begitulah keadaannya, kawan!" Oleh itu, perbezaan tenaga menyebabkan angin dan arus lautan bergerak ke seluruh planet, dan ia seperti, "Wah, bagus sekali!"
Menyinarkan semula Haba
Apa Akan Berlaku Tanpanya?
- Jika Matahari terus menyinari kami tanpa sebarang cara untuk menghilangkan haba, kami akan bersulang!
- Nasib baik, Bumi mempunyai cara untuk menyejukkan badan - ia memancarkan semula haba ke angkasa.
- Jumlah haba yang dipancarkan semula bergantung kepada jenis gas di atmosfera. Sesetengah gas menyerap haba lebih baik daripada yang lain, dan boleh mengacaukan proses penyinaran semula.
- Salah satu gas ini ialah karbon dioksida, yang boleh menyebabkan 'kesan rumah hijau'. Apabila jumlah karbon dioksida di atmosfera meningkat, lebih banyak haba disimpan di atmosfera dan kurang haba yang dipancarkan semula.
Apakah Makna Ini Bagi Kita?
- Jika kita tidak memerhatikan jumlah karbon dioksida di atmosfera, Bumi akan menjadi lebih panas!
- Kita perlu memastikan kita mengekalkan Bumi sejuk dengan menguruskan jumlah karbon dioksida di atmosfera.
- Ini bermakna mengurangkan penggunaan bahan api fosil kita, menanam lebih banyak pokok, dan secara amnya lebih prihatin terhadap kesan kita terhadap alam sekitar.
Apakah Suhu yang Dicapai Matahari?
Suhu Permukaan
Jadi, anda tertanya-tanya betapa panasnya matahari? Baiklah, saya beritahu awak, ia panas! Lebih panas daripada sehari di pantai, lebih panas daripada mendaki pada musim panas, dan lebih panas daripada rumah anda pada hari paling panas dalam setahun apabila AC rosak. Kita bercakap tentang suhu 90°F hingga 100°F (32°C hingga 38°C). Tetapi itu tiada apa-apanya berbanding dengan suhu terpanas yang pernah direkodkan di Bumi – 134°F (56.7°C) di Death Valley, California pada 10 Julai 1913.
Teras Matahari
Matahari, bintang di pusat sistem suria kita, adalah jauh lebih panas daripada apa-apa yang boleh kita bayangkan. Permukaan matahari terik, tetapi inti? Nah, itu tahap kepanasan yang lain! Berikut ialah beberapa perkara yang anda boleh jangkakan untuk ditemui di teras matahari:
- Suhu mencecah sehingga 27 juta darjah Fahrenheit (15 juta darjah Celsius)
- Tekanan yang begitu kuat adalah 250 bilion kali lebih besar daripada tekanan di paras laut
- Tindak balas pelakuran nuklear yang menghasilkan tenaga dan cahaya
Kesimpulan
Jadi, begitulah. Matahari terik. Seperti, sangat panas. Lebih panas daripada apa-apa yang anda boleh bayangkan. Jadi, lain kali anda berada di bawah sinar matahari, ingat – ia lebih panas daripada yang anda fikirkan!
Haba dan Tenaga Matahari
suhu
- Di angkasa, molekul yang jauh dari Matahari dipanaskan semata-mata oleh cahaya yang tertinggal dari Big Bang. Sifar mutlak ialah -273.15°C, -459.67°F atau 0K.
- Gas antara bintang boleh mencapai suhu hanya kira-kira 3K.
- Permukaan Matahari, atau fotosfera, mempunyai suhu purata kira-kira 6000K.
- Tompok matahari lebih sejuk, kira-kira 4500K.
- Air membeku pada 273K (0°C atau 32°F) dan mendidih pada 373K (100°C atau 212°F).
Sumber Tenaga
- Jauh di dalam Matahari, dengan suhu 15 juta kelvin, atom hidrogen berzip dan sering berlanggar.
- Tenaga mereka sangat tinggi sehingga perlanggaran melucutkan elektron atom.
- Hidrogen, yang hanya merupakan proton, bergabung dengan proton lain untuk membentuk helium.
- Proses ini, dipanggil rantai proton-proton, membebaskan tenaga dalam bentuk sinar gamma.
- Sinar gamma ditukar kepada haba dan cahaya apabila ia bergerak keluar dari Matahari.
Cahaya
- Teleskop khas di Bumi dan di angkasa boleh menunjukkan kepada kita permukaan Matahari dengan terperinci yang luar biasa.
- Kromosfera yang hampir tidak kelihatan, tepat di atas fotosfera, adalah lebih panas sedikit daripada permukaan dengan suhu mencapai suhu kira-kira 20,000K.
- Di atas kromosfera, korona menjadi angin gas nipis yang mengalir keluar melalui sistem suria.
- Korona adalah lebih panas daripada permukaan Matahari, dengan suhu mencecah 2,000,000K.
- Semasa gerhana matahari, apabila Bulan menghalang cahaya fotosfera, cahaya putih korona dapat dilihat oleh mata.
Spektrum
- Matahari ialah bintang jenis G, bermakna ia mengeluarkan spektrum cahaya yang didominasi oleh cahaya kuning-hijau.
- Spektrum suria mendedahkan komposisi Matahari, dengan unsur-unsur seperti hidrogen, helium, dan oksigen adalah yang paling banyak.
- Tenaga suria percuma tersedia untuk kami dalam bentuk cahaya matahari, yang boleh digunakan untuk menggerakkan rumah dan perniagaan.
- Belayar di angkasa dengan cahaya matahari adalah mungkin, kerana kapal angkasa boleh menggunakan tenaga Matahari untuk menggerakkan diri.
- Angin suria ialah aliran zarah bercas yang dipancarkan daripada Matahari dan boleh menjejaskan iklim Bumi.
Suhu Panas Matahari
Dasar-dasar
- Sifar mutlak ialah -273.15°C, -459.67°F atau 0K.
- Bumi dikekalkan panas oleh tenaga yang tinggal daripada pembentukannya, tenaga yang dibebaskan daripada pereputan radioaktif, dan tenaga yang diterima daripada Matahari.
- Permukaan Matahari, atau fotosfera, mempunyai suhu purata kira-kira 6000K.
- Tompok matahari adalah lebih sejuk, pada kira-kira 4500K, disebabkan oleh medan magnet tempatan yang kuat menghalang aliran tenaga.
- Air membeku pada 273K (0°C atau 32°F) dan mendidih pada 373K (100°C atau 212°F).
Bahagian-bahagian yang tidak kelihatan
- Kromosfera yang hampir tidak kelihatan, tepat di atas fotosfera, adalah lebih panas sedikit daripada permukaan dengan suhu mencecah 20,000K.
- Di atas kromosfera, korona adalah angin gas nipis yang mengalir keluar melalui sistem suria.
- Korona jauh lebih panas daripada permukaan Matahari, dengan suhu mencecah 2,000,000K.
The Inside Scoop
- Ketumpatan purata Matahari adalah kira-kira 1.4 gram per sentimeter padu.
- Pusat Matahari ialah 15,000,000K dan mempunyai ketumpatan 150 gram per sentimeter padu.
- Tenaga dari pusat Matahari mencapai permukaan dalam kira-kira 1,000,000 tahun dan mengambil masa 8 minit untuk sampai ke Bumi.
Sumber Tenaga Matahari: Rantaian Proton-Proton
Apa yang sedang berlaku?
- Di dalam Matahari, ia sangat panas (15 juta kelvin!) sehingga atom hidrogen melantun dan sering berlanggar antara satu sama lain.
- Perlanggaran ini mencabut elektron, meninggalkan hanya proton dan elektron.
- Proton mempunyai tenaga yang cukup untuk mengatasi tolakan dan bercantum bersama-sama, menghasilkan deuterium, kemudian helium ringan, dan akhirnya, helium yang kita temui di Bumi.
- Setiap kali proses ini berlaku, 4 atom hidrogen menjadi 1 atom helium.
Apa Masalahnya?
- Apabila helium dibuat, sebahagian daripada jisim telah hilang.
- Jisim yang hilang itu telah bertukar menjadi tenaga, dalam bentuk sinar gamma (100,000 kali lebih bertenaga daripada cahaya yang boleh dilihat!).
- Jadi, Matahari sedang menukar hidrogen kepada helium dan tenaga!
Sinaran Berkilat Matahari
Apakah Sinar Gamma?
Sinar gamma adalah seperti haiwan parti kecil yang kecil, mereka diserap oleh atom, kemudian mereka semua teruja dan mula menari, menukar panjang gelombangnya mengikut tahap tenaga elektron dalam atom, dan suhu atom.
Apakah Keputusan Akhir?
Pada masa haiwan parti kecil ini mencapai permukaan Matahari, mereka kebanyakannya telah berubah menjadi:
- Cahaya boleh dilihat (Bintang jenis G)
- Cahaya ultraviolet
- Cahaya inframerah
- Sebilangan kecil x-ray
- Microwave
- Gelombang radio
Semua ini adalah bentuk Sinaran Elektromagnet, yang pada asasnya hanya cahaya, yang terdiri daripada foton.
Matahari ialah Bintang G-Type
Apakah itu G-Type Star?
- Bintang jenis G ialah bintang bersaiz sederhana yang memancarkan kebanyakan cahaya yang boleh dilihat, dengan sedikit sinar-X, ultraungu, inframerah, gelombang mikro dan gelombang radio yang dilemparkan ke dalam untuk ukuran yang baik.
- Mereka seperti Goldilocks bintang – tidak terlalu panas, tidak terlalu sejuk, tetapi tepat!
- Bintang-bintang ini dikelaskan berdasarkan cahaya yang dipancarkan, dan bintang yang serupa dengan Matahari dilabelkan jenis "G".
Apakah Makna Ini untuk Kita?
- Kami bernasib baik kerana Matahari ialah bintang jenis G, kerana sinaran elektromagnetnya kebanyakannya adalah cahaya yang boleh dilihat, yang selamat untuk kita manusia.
- Atmosfera bumi menyerap sinar-X yang lebih berbahaya, dan lapisan ozon menghalang cahaya ultraviolet.
- Cahaya inframerah dirasai sebagai haba, dan gelombang mikro dan gelombang radio membawa muzik melalui ruang angkasa.
Mengapa Langit Biru?
- Matahari ialah bintang G2, yang bermaksud ia mempunyai suhu permukaan purata 5,780 K, memberikannya warna keputihan.
- Atmosfera Bumi menyerakkan gelombang ungu dan cahaya biru yang lebih pendek, menjadikan langit kelihatan biru.
- Cahaya yang tinggal menjadikan Matahari kelihatan kuning.
Jenis Bintang Lain
- Bintang jenis O ialah bintang terbesar dan paling panas, dan kebanyakannya memancarkan cahaya ultraungu.
- Bintang Jenis M ialah bintang terkecil dan paling sejuk, dan kebanyakannya memancarkan cahaya inframerah.
- Proxima Centauri ialah bintang jenis M dan bintang terdekat dengan Matahari, terletak 4 tahun cahaya jauhnya.
- Dengan menganalisis cahaya yang dipancarkan oleh bintang, kita boleh belajar banyak tentangnya.
Kesimpulan
Kesimpulannya, matahari adalah sumber tenaga yang luar biasa yang menghangatkan kita dan memberikan kita cahaya. Sungguh mengagumkan untuk berfikir bahawa tenaga yang sama yang memanaskan Death Valley kepada 134°F (56.7°C) juga boleh memberikan kita kehangatan lembut yang boleh kita nikmati. Untuk memanfaatkan sepenuhnya tenaga matahari, ingat untuk memakai pelindung matahari, kekal terhidrat dan nikmati aktiviti luar! Dan jangan lupa peraturan yang paling penting: jangan sekali-kali melihat langsung ke matahari, atau anda akan melihat bintang!
