Słońce jest gwiazdą w centrum naszego Układu Słonecznego. Oddaje ciepło i światło, które ogrzewa Ziemię i inne planety. Ale jak to zrobić?
W tym poście omówimy:
- 1 Promieniowania słonecznego
- 2 Transmisja energii przez próżnię i media fizyczne
- 3 Absorpcja promieniowania słonecznego przez Ziemię
- 4 Promieniowanie ciepła
- 5 Jaką temperaturę osiąga Słońce?
- 6 Ciepło i energia Słońca
- 7 Upalna temperatura Słońca
- 8 Źródło energii Słońca: łańcuch proton-proton
- 9 Błyszczące promienie Słońca
- 10 Słońce jest gwiazdą typu G
- 11 Wnioski
Promieniowania słonecznego
Co to jest promieniowanie słoneczne?
Promieniowanie słoneczne to energia pochodząca ze słońca i ogrzewająca Ziemię. Powstaje w wyniku reakcji syntezy jądrowej w jądrze Słońca, co powoduje, że emituje ono duże ilości promieniowania elektromagnetycznego, głównie w postaci światła widzialnego.
Ile promieniowania słonecznego dociera do Ziemi?
Powierzchnia Słońca emituje około 63 milionów watów energii na metr kwadratowy, ale zanim do nas dotrze, po przebyciu 93 milionów mil, na szczycie atmosfery ma tylko 1,370 watów na metr kwadratowy. To dużo energii, ale to wciąż za mało, abyśmy wszyscy się pocili!
Zabawne fakty na temat promieniowania słonecznego
- Promieniowanie słoneczne to jedyny sposób na opaleniznę bez konieczności chodzenia na plażę!
- Promieniowanie słoneczne to świetny sposób na zasilanie gadżetów i gadżetów bez konieczności ich podłączania.
- Promieniowanie słoneczne można wykorzystać do przygotowania pysznych s'mores bez konieczności rozpalania ogniska.
Transmisja energii przez próżnię i media fizyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne
- Promieniowanie elektromagnetyczne, takie jak światło widzialne, podczerwone, ultrafioletowe i rentgenowskie, może podróżować w próżni kosmicznej jak duch.
- Inne formy energii potrzebują fizycznego ośrodka, aby się poruszać, na przykład energia dźwiękowa potrzebuje powietrza lub innej substancji do przeniesienia, a energia fal oceanów potrzebuje wody.
- Ale energia słoneczna jest wyjątkowa, może przemieszczać się ze słońca na Ziemię bez potrzeby przesyłania energii przez substancję fizyczną. Ta cecha energii elektromagnetycznej umożliwia Ziemi uzyskanie całej potrzebnej jej energii słonecznej, w tym ciepła.
Energia dźwięku
- Energia dźwiękowa potrzebuje powietrza lub innej substancji do przeniesienia, jak szept na wietrze.
- Energia fal oceanów potrzebuje wody, aby się poruszać, jak zmarszczka w stawie.
- Ale energia słoneczna jest inna, może podróżować ze słońca na Ziemię bez potrzeby fizycznej substancji do przesyłania energii. Ta cecha energii elektromagnetycznej umożliwia Ziemi uzyskanie całej potrzebnej jej energii słonecznej, w tym ciepła.
Absorpcja promieniowania słonecznego przez Ziemię
Dar słońca
Więc słońce mówi: „Hej, Ziemio, mam coś dla ciebie!” a Ziemia mówi: „Co jest, Słońce?” a Słońce mówi: „To cała masa energii! To będzie wspaniale!" Więc słońce wysyła całą tę energię w postaci ciepła, światła i promieni UV, a Ziemia mówi: „Och, dzięki, słońce!”
Dokąd to zmierza?
Więc energia jest wszędzie i to jest jak: „Gdzie mam iść? Co ja robię?" a Ziemia mówi: „Nie martw się, rozumiem!” Tak więc energia jest pochłaniana przez powietrze, wodę, skały, budynki, chodniki i żywe istoty, i to jest jak: „Och, super, jestem teraz częścią czegoś!”
Nierównomierne ogrzewanie
Więc niektóre części Ziemi otrzymują więcej energii niż inne, a to jest jak: „Hej, dlaczego tak jest?” a Ziemia mówi: „Tak właśnie jest, kolego!” Tak więc różnice w energii powodują, że wiatry i prądy oceaniczne poruszają się po całej planecie, a to jest jak: „Wow, to całkiem fajne!”
Promieniowanie ciepła
Co by się bez niego stało?
- Gdyby Słońce nadal świeciło na nas bez żadnego sposobu na pozbycie się upału, bylibyśmy toastami!
- Na szczęście Ziemia ma sposób na ochłodzenie – oddaje ciepło z powrotem w kosmos.
- Ilość ciepła, które zostaje ponownie wypromieniowane, zależy od rodzaju gazów w atmosferze. Niektóre gazy pochłaniają ciepło lepiej niż inne i mogą zakłócać proces ponownego napromieniania.
- Jednym z tych gazów jest dwutlenek węgla, który może powodować „efekt cieplarniany”. Kiedy ilość dwutlenku węgla w atmosferze wzrasta, więcej ciepła jest magazynowane w atmosferze, a mniej ciepła jest ponownie wypromieniowywane.
Co to oznacza dla nas?
- Jeśli nie będziemy pilnować ilości dwutlenku węgla w atmosferze, Ziemia stanie się o wiele gorętsza!
- Musimy upewnić się, że utrzymujemy chłód na Ziemi, zarządzając ilością dwutlenku węgla w atmosferze.
- Oznacza to ograniczenie zużycia paliw kopalnych, sadzenie większej liczby drzew i ogólnie większą świadomość naszego wpływu na środowisko.
Jaką temperaturę osiąga Słońce?
Temperatura na powierzchni
Więc zastanawiasz się, jak gorące jest słońce? Cóż, powiem ci, że jest gorąco! Gorętszy niż dzień na plaży, gorętszy niż letnia wędrówka, a nawet gorętszy niż dom w najgorętszy dzień w roku, kiedy zepsuła się klimatyzacja. Mówimy o temperaturach od 90°F do 100°F (32°C do 38°C). Ale to nic w porównaniu z najwyższą temperaturą, jaką kiedykolwiek zarejestrowano na Ziemi – 134°F (56.7°C) w Dolinie Śmierci w Kalifornii 10 lipca 1913 roku.
Jądro Słońca
Słońce, gwiazda w centrum naszego Układu Słonecznego, jest o wiele gorętsze niż cokolwiek, co możemy sobie wyobrazić. Powierzchnia słońca pali, ale jądro? Cóż, to zupełnie inny poziom ciepła! Oto kilka rzeczy, których możesz się spodziewać w jądrze słońca:
- Temperatury dochodzące do 27 milionów stopni Fahrenheita (15 milionów stopni Celsjusza)
- Ciśnienie tak intensywne, że jest 250 miliardów razy większe niż ciśnienie na poziomie morza
- Reakcje syntezy jądrowej, które wytwarzają energię i światło
Wnioski
Więc masz to. Słońce jest gorące. Jak, naprawdę gorąco. Gorętszy niż wszystko, co możesz sobie wyobrazić. Więc następnym razem, gdy będziesz na słońcu, pamiętaj – jest goręcej niż myślisz!
Ciepło i energia Słońca
Temperatura
- W kosmosie cząsteczki oddalone od Słońca są ogrzewane wyłącznie światłem pozostałym po Wielkim Wybuchu. Zero bezwzględne to -273.15°C, -459.67°F lub 0K.
- Gaz między gwiazdami może osiągnąć temperaturę zaledwie około 3K.
- Powierzchnia Słońca, czyli fotosfera, ma średnią temperaturę około 6000 K.
- Plamy słoneczne są chłodniejsze, mają około 4500 K.
- Woda zamarza w temperaturze 273 K (0°C lub 32°F) i wrze w temperaturze 373 K (100°C lub 212°F).
Źródło energii
- Głęboko wewnątrz Słońca, gdzie temperatura wynosi 15 milionów kelwinów, atomy wodoru poruszają się i często zderzają.
- Ich energie są tak wysokie, że zderzenie pozbawia atom elektronów.
- Wodór, który jest po prostu protonem, łączy się z innymi protonami, tworząc hel.
- Proces ten, zwany łańcuchem proton-proton, uwalnia energię w postaci promieni gamma.
- Promienie gamma są przekształcane w ciepło i światło, gdy opuszczają Słońce.
Światło
- Specjalne teleskopy na Ziemi iw kosmosie mogą pokazać nam powierzchnię Słońca z wyjątkową szczegółowością.
- Niemal niewidoczna chromosfera, tuż nad fotosferą, jest nieco gorętsza od powierzchni, osiągając temperaturę około 20,000 XNUMX K.
- Nad chromosferą korona staje się wiatrem rzadkiego gazu, który przepływa na zewnątrz przez Układ Słoneczny.
- Korona jest znacznie gorętsza niż powierzchnia Słońca, a jej temperatura sięga 2,000,000 XNUMX XNUMX K.
- Podczas zaćmienia Słońca, kiedy Księżyc blokuje światło fotosfery, białe światło korony jest widoczne dla oka.
Widmo
- Słońce jest gwiazdą typu G, co oznacza, że emituje spektrum światła zdominowane przez światło żółto-zielone.
- Widmo słoneczne ujawnia skład Słońca, przy czym najobficiej występują pierwiastki takie jak wodór, hel i tlen.
- Darmowa energia słoneczna jest dla nas dostępna w postaci światła słonecznego, które można wykorzystać do zasilania domów i firm.
- Żegluga w kosmosie ze światłem słonecznym jest możliwa, ponieważ statki kosmiczne mogą wykorzystywać energię słoneczną do napędzania się.
- Wiatr słoneczny to strumień naładowanych cząstek, który jest emitowany ze Słońca i może wpływać na klimat Ziemi.
Upalna temperatura Słońca
Podstawy
- Zero bezwzględne to chłodno -273.15°C, -459.67°F lub 0K.
- Ziemia jest utrzymywana w cieple dzięki energii pozostałej po jej powstaniu, energii uwolnionej z rozpadu radioaktywnego oraz energii, którą otrzymuje od Słońca.
- Powierzchnia Słońca, czyli fotosfera, ma średnią temperaturę około 6000 K.
- Plamy słoneczne są chłodniejsze, mają około 4500 K, z powodu silnego lokalnego pola magnetycznego blokującego przepływ energii.
- Woda zamarza w temperaturze 273 K (0°C lub 32°F) i wrze w temperaturze 373 K (100°C lub 212°F).
Niewidzialne części
- Prawie niewidoczna chromosfera, tuż nad fotosferą, jest nieco gorętsza niż powierzchnia, a jej temperatura sięga 20,000 XNUMX K.
- Nad chromosferą korona jest wiatrem rzadkiego gazu, który przepływa na zewnątrz przez Układ Słoneczny.
- Korona jest znacznie gorętsza niż powierzchnia Słońca, a jej temperatura sięga 2,000,000 XNUMX XNUMX K.
Wewnętrzna miarka
- Średnia gęstość Słońca wynosi około 1.4 grama na centymetr sześcienny.
- Centrum Słońca ma temperaturę 15,000,000 150 XNUMX K i gęstość XNUMX gramów na centymetr sześcienny.
- Energia ze środka Słońca dociera do powierzchni po około 1,000,000 8 XNUMX lat, a do Ziemi dociera w XNUMX minut.
Źródło energii Słońca: łańcuch proton-proton
Co się dzieje?
- Wewnątrz Słońca jest tak gorąco (15 milionów kelwinów!), że atomy wodoru odbijają się i często zderzają ze sobą.
- To zderzenie usuwa elektrony, pozostawiając tylko protony i elektrony.
- Protony mają dość energii, aby przezwyciężyć odpychanie i połączyć się, tworząc deuter, następnie lekki hel, a na końcu hel, który znajdujemy na Ziemi.
- Za każdym razem, gdy zachodzi ten proces, 4 atomy wodoru stają się 1 atomem helu.
O co tyle szumu?
- Kiedy powstaje hel, część masy zniknęła.
- Ta brakująca masa została zamieniona w energię w postaci promieni gamma (100,000 XNUMX razy bardziej energetycznych niż światło widzialne!).
- A więc Słońce przekształca wodór w hel i energię!
Błyszczące promienie Słońca
Czym są promienie gamma?
Promienie gamma są jak małe imprezowiczki, są pochłaniane przez atomy, następnie podniecają się i zaczynają tańczyć, zmieniając swoją długość fali zgodnie z poziomami energii elektronów w atomach i temperaturą atomów.
Jaki jest efekt końcowy?
Zanim te małe imprezowiczki dotrą na powierzchnię Słońca, w większości zmieniły się w:
- Światło widzialne (gwiazda typu G)
- Światło ultrafioletowe
- Światło podczerwone
- Niewielkie ilości promieni rentgenowskich
- Mikrofale
- Fale radiowe
Wszystko to są formy promieniowania elektromagnetycznego, które w zasadzie jest tylko światłem, które składa się z fotonów.
Słońce jest gwiazdą typu G
Co to jest gwiazda typu G?
- Gwiazdy typu G to gwiazdy średniej wielkości, które emitują głównie światło widzialne, z niewielką ilością promieniowania rentgenowskiego, ultrafioletowego, podczerwonego, mikrofalowego i radiowego.
- Są jak Złotowłosa wśród gwiazd – nie za gorąco, nie za zimno, ale w sam raz!
- Gwiazdy te są klasyfikowane na podstawie emitowanego przez nie światła, a gwiazdy podobne do Słońca są oznaczone jako typ „G”.
Co to oznacza dla nas?
- Mamy szczęście, że Słońce jest gwiazdą typu G, ponieważ jego promieniowanie elektromagnetyczne to głównie światło widzialne, które jest bezpieczne dla nas ludzi.
- Atmosfera ziemska pochłania bardziej niebezpieczne promieniowanie rentgenowskie, a warstwa ozonowa blokuje światło ultrafioletowe.
- Światło podczerwone jest odczuwane jako ciepło, a mikrofale i fale radiowe przenoszą muzykę w przestrzeni.
Dlaczego niebo jest niebieskie?
- Słońce jest gwiazdą G2, co oznacza, że jego średnia temperatura powierzchni wynosi 5,780 K, co nadaje mu białawy kolor.
- Atmosfera ziemska rozprasza światło fioletowe i niebieskie o krótszej długości fali, przez co niebo wydaje się niebieskie.
- Pozostałe światło sprawia, że Słońce wygląda na żółte.
Inne typy gwiazd
- Gwiazdy typu O są największymi i najgorętszymi gwiazdami i emitują głównie światło ultrafioletowe.
- Gwiazdy typu M są najmniejszymi i najchłodniejszymi gwiazdami i emitują głównie światło podczerwone.
- Proxima Centauri to gwiazda typu M i najbliższa Słońcu gwiazda, oddalona o 4 lata świetlne.
- Analizując światło emitowane przez gwiazdę, możemy się wiele o nim dowiedzieć.
Wnioski
Podsumowując, słońce jest niesamowitym źródłem energii, która nas ogrzewa i zapewnia nam światło. To niesamowite pomyśleć, że ta sama energia, która podgrzewa Dolinę Śmierci do 134°F (56.7°C), może również zapewnić nam delikatne ciepło, którym możemy się cieszyć. Aby jak najlepiej wykorzystać energię słoneczną, pamiętaj o stosowaniu kremów z filtrem, nawadnianiu organizmu i cieszeniu się świeżym powietrzem! I nie zapomnij o najważniejszej zasadzie: nigdy nie patrz bezpośrednio w słońce, bo zobaczysz gwiazdy!
