Slnko je hviezda v strede našej slnečnej sústavy. Vydáva teplo a svetlo, ktoré ohrieva Zem a ostatné planéty. Ale ako to robí?
V tomto príspevku sa budeme venovať:
- 1 Slnečné žiarenie
- 2 Prenos energie cez vákuum a fyzické médiá
- 3 Absorpcia slnečného žiarenia Zemou
- 4 Opätovné vyžarovanie tepla
- 5 Akú teplotu dosahuje Slnko?
- 6 Slnečné teplo a energia
- 7 Toastová teplota slnka
- 8 Slnečný zdroj energie: protón-protónový reťazec
- 9 Slnečné lesklé lúče
- 10 Slnko je hviezda typu G
- 11 záver
Slnečné žiarenie
Čo je slnečné žiarenie?
Slnečné žiarenie je energia, ktorá pochádza zo Slnka a ohrieva Zem. Vzniká reakciami jadrovej fúzie v jadre Slnka, čo spôsobuje, že vyžaruje veľké množstvo elektromagnetického žiarenia, väčšinou vo forme viditeľného svetla.
Koľko slnečného žiarenia dopadá na Zem?
Slnečný povrch vyžaruje asi 63 miliónov wattov energie na meter štvorcový, ale kým sa dostane k nám, po prejdení 93 miliónov míľ, je to len 1,370 XNUMX wattov na meter štvorcový v hornej časti atmosféry. To je veľa energie, ale stále je to málo na to, aby sme sa všetci zapotili!
Zábavné fakty o slnečnom žiarení
- Slnečné žiarenie je jediný spôsob, ako sa opáliť bez toho, aby ste museli ísť na pláž!
- Slnečné žiarenie je skvelý spôsob, ako napájať vaše prístroje a vecičky bez toho, aby ste ich museli zapájať.
- Slnečné žiarenie sa dá použiť na výrobu chutných s'mores bez toho, aby ste museli stavať táborák.
Prenos energie cez vákuum a fyzické médiá
Elektromagnetická radiácia
- Elektromagnetické žiarenie, ako je viditeľné svetlo, infračervené žiarenie, ultrafialové svetlo a röntgenové žiarenie, môže cestovať cez vákuum vesmíru ako duch.
- Iné formy energie potrebujú na pohyb fyzické médium, napríklad zvuková energia potrebuje vzduch alebo inú látku na prenos a energia vĺn oceánov potrebuje vodu.
- Ale slnečná energia je špeciálna, môže cestovať zo Slnka na Zem bez potreby fyzickej látky na prenos energie. Táto vlastnosť elektromagnetickej energie umožňuje Zemi získať všetku slnečnú energiu, vrátane tepla, ktorú potrebuje.
Zvuková energia
- Zvuková energia potrebuje na prenos vzduch alebo inú látku, napríklad šepot vo vetre.
- Energia vĺn oceánov potrebuje na to, aby sa nimi pohybovala voda, ako vlnenie v jazierku.
- Slnečná energia je však iná, môže cestovať zo Slnka na Zem bez potreby fyzickej látky na prenos energie. Táto vlastnosť elektromagnetickej energie umožňuje Zemi získať všetku slnečnú energiu, vrátane tepla, ktorú potrebuje.
Absorpcia slnečného žiarenia Zemou
Dar Slnka
Takže slnko hovorí: "Hej, Zem, niečo pre teba mám!" a Zem ako: "Čo je, Slnko?" a Slnko ako: „Je to celá kopa energie! Bude to skvelé!" Slnko teda zosiela všetku túto energiu vo forme tepla, svetla a UV lúčov a Zem ako: "Och, wow, vďaka Slnku!"
kam to ide?
Takže energia je všade okolo a je to ako: „Kam pôjdem? Čo robím?" a Zem ako: "Neboj sa, mám to!" Takže energia je absorbovaná vzduchom, vodou, skalami, budovami, chodníkom a živými vecami a je to ako: "Samozrejme, teraz som súčasťou niečoho!"
Nerovnomerné zahrievanie
Takže niektoré časti Zeme dostávajú viac energie ako iné a je to ako: "Hej, prečo?" a Zem ako: "Tak to je, kamarát!" Takže rozdiely v energii spôsobujú, že sa vetry a oceánske prúdy pohybujú po celej planéte a je to ako: "Wau, to je celkom fajn!"
Opätovné vyžarovanie tepla
Čo by sa stalo bez toho?
- Ak by na nás Slnko stále svietilo bez toho, aby sme sa zbavili tepla, boli by sme toast!
- Našťastie má Zem spôsob, ako sa ochladzovať – teplo vyžaruje späť do vesmíru.
- Množstvo tepla, ktoré sa vyžaruje, závisí od typov plynov v atmosfére. Niektoré plyny absorbujú teplo lepšie ako iné a môžu narušiť proces opätovného vyžarovania.
- Jedným z týchto plynov je oxid uhličitý, ktorý môže spôsobiť „skleníkový efekt“. Keď sa množstvo oxidu uhličitého v atmosfére zvýši, viac tepla sa ukladá v atmosfére a menej tepla sa vyžaruje.
Čo to pre nás znamená?
- Ak nebudeme dávať pozor na množstvo oxidu uhličitého v atmosfére, Zem bude oveľa teplejšia!
- Musíme sa uistiť, že udržiavame Zem v chlade riadením množstva oxidu uhličitého v atmosfére.
- To znamená znížiť spotrebu fosílnych palív, vysádzať viac stromov a vo všeobecnosti viac dbať na náš vplyv na životné prostredie.
Akú teplotu dosahuje Slnko?
Povrchová teplota
Pýtate sa, aké horúce je slnko? No, poviem vám, je to horúce! Horúcejšie ako deň na pláži, horúcejšie ako letná túra a ešte teplejšie ako váš dom v najteplejší deň v roku, keď je pokazená klimatizácia. Hovoríme o teplotách 90 °F až 100 °F (32 °C až 38 °C). Ale to nie je nič v porovnaní s najteplejšou teplotou, aká bola kedy zaznamenaná na Zemi – 134 °F (56.7 °C) v Death Valley v Kalifornii 10. júla 1913.
Slnečné jadro
Slnko, hviezda v strede našej slnečnej sústavy, je oveľa teplejšie ako čokoľvek, čo si dokážeme predstaviť. Povrch slnka páli, ale jadro? No, to je úplne iná úroveň tepla! Tu je niekoľko vecí, ktoré môžete očakávať, že nájdete v jadre slnka:
- Teploty dosahujúce až 27 miliónov stupňov Fahrenheita (15 miliónov stupňov Celzia)
- Tlak je taký intenzívny, že je 250 miliárd krát väčší ako tlak na hladine mora
- Reakcie jadrovej fúzie, ktoré produkujú energiu a svetlo
záver
Takže tu to máte. Slnko je horúce. Ako, naozaj horúce. Horšie ako čokoľvek, čo si dokážete predstaviť. Takže, keď budete nabudúce vonku na slnku, pamätajte – je tu teplejšie, než si myslíte!
Slnečné teplo a energia
Teplota
- Vo vesmíre sú molekuly ďaleko od Slnka ohrievané výlučne svetlom, ktoré zostalo po veľkom tresku. Absolútna nula je -273.15°C, -459.67°F alebo 0K.
- Plyn medzi hviezdami môže dosiahnuť teplotu len asi 3 K.
- Povrch Slnka alebo fotosféra má priemernú teplotu okolo 6000 K.
- Slnečné škvrny sú chladnejšie, okolo 4500 K.
- Voda mrzne pri 273 K (0 °C alebo 32 °F) a vrie pri 373 K (100 °C alebo 212 °F).
Zdroj energie
- Hlboko vo vnútri Slnka, kde je teplota 15 miliónov kelvinov, sa atómy vodíka otáčajú a často sa zrážajú.
- Ich energie sú také vysoké, že zrážka oddelí elektróny atómu.
- Vodík, ktorý je jednoducho protón, sa spája s inými protónmi a vytvára hélium.
- Tento proces, nazývaný protón-protónový reťazec, uvoľňuje energiu vo forme gama lúčov.
- Gama lúče sa premieňajú na teplo a svetlo, keď cestujú zo Slnka.
svetlý
- Špeciálne teleskopy na Zemi a vo vesmíre nám dokážu ukázať povrch Slnka vo výnimočných detailoch.
- Takmer neviditeľná chromosféra, tesne nad fotosférou, je o niečo teplejšia ako povrch s teplotou dosahujúcou teplotu asi 20,000 XNUMX K.
- Nad chromosférou sa koróna stáva vetrom tenkého plynu, ktorý prúdi von cez slnečnú sústavu.
- Koróna je pozoruhodne teplejšia ako povrch Slnka, pričom teploty dosahujú 2,000,000 XNUMX XNUMX K.
- Počas zatmenia Slnka, keď Mesiac blokuje svetlo fotosféry, je okom viditeľná biela žiara koróny.
Spektrum
- Slnko je hviezda typu G, čo znamená, že vyžaruje spektrum svetla, ktorému dominuje žltozelené svetlo.
- Slnečné spektrum odhaľuje zloženie Slnka, pričom prvky ako vodík, hélium a kyslík sú najrozšírenejšie.
- Bezplatná slnečná energia je nám k dispozícii vo forme slnečného žiarenia, ktoré možno využiť na napájanie domácností a firiem.
- Plavba vo vesmíre so slnečným žiarením je možná, pretože kozmické lode môžu využívať energiu Slnka na svoj pohon.
- Slnečný vietor je prúd nabitých častíc, ktoré vyžaruje Slnko a môže ovplyvniť klímu Zeme.
Toastová teplota slnka
Základy
- Absolútna nula je chladných -273.15 °C, -459.67 °F alebo 0 K.
- Zem je udržiavaná v teple energiou, ktorá zostala pri jej formovaní, energiou uvoľnenou z rádioaktívneho rozpadu a energiou, ktorú dostáva zo Slnka.
- Povrch Slnka alebo fotosféra má priemernú teplotu okolo 6000 K.
- Slnečné škvrny sú chladnejšie, okolo 4500 K, v dôsledku silného lokálneho magnetického poľa blokujúceho tok energie.
- Voda mrzne pri 273 K (0 °C alebo 32 °F) a vrie pri 373 K (100 °C alebo 212 °F).
Neviditeľné časti
- Takmer neviditeľná chromosféra, tesne nad fotosférou, je o niečo teplejšia ako povrch s teplotou dosahujúcou 20,000 XNUMX K.
- Nad chromosférou je koróna vietor tenkého plynu, ktorý prúdi von cez slnečnú sústavu.
- Koróna je oveľa teplejšia ako povrch Slnka, pričom teploty dosahujú 2,000,000 XNUMX XNUMX K.
The Inside Scoop
- Priemerná hustota Slnka je asi 1.4 gramu na centimeter kubický.
- Stred Slnka má 15,000,000 150 XNUMX K a hustotu XNUMX gramov na centimeter kubický.
- Energia zo stredu Slnka sa dostane na povrch asi za 1,000,000 8 XNUMX rokov a na Zem trvá XNUMX minút.
Slnečný zdroj energie: protón-protónový reťazec
Čo sa deje?
- Vo vnútri Slnka je tak horúco (15 miliónov kelvinov!), že atómy vodíka poskakujú a často do seba narážajú.
- Táto kolízia oddeľuje elektróny a ostávajú len protóny a elektróny.
- Protóny majú dostatok energie na to, aby prekonali svoje odpudzovanie a spojili sa, čím vznikne deutérium, potom ľahké hélium a nakoniec hélium, ktoré nájdeme na Zemi.
- Zakaždým, keď k tomuto procesu dôjde, 4 atómy vodíka sa stanú 1 atómom hélia.
Čo je to Big Deal?
- Keď sa vytvorí hélium, časť hmoty zmizla.
- Táto chýbajúca hmota sa zmenila na energiu vo forme gama lúčov (100,000 XNUMX-krát energickejšie ako viditeľné svetlo!).
- Takže Slnko premieňa vodík na hélium a energiu!
Slnečné lesklé lúče
Čo sú gama lúče?
Gama lúče sú ako malé zvieratká, pohltia ich atómy, potom sa celé vzrušia a začnú okolo seba tancovať, pričom menia svoju vlnovú dĺžku podľa energetických hladín elektrónov v atómoch a teploty atómov.
Aký je konečný výsledok?
Kým sa tieto malé zvieratká dostanú na povrch Slnka, väčšinou sa zmenili na:
- Viditeľné svetlo (hviezda typu G)
- Ultrafialové svetlo
- Infračervené svetlo
- Malé množstvo röntgenových lúčov
- Mikrovlnné rúry
- Rádiové vlny
Toto všetko sú formy elektromagnetického žiarenia, čo je v podstate len svetlo, ktoré sa skladá z fotónov.
Slnko je hviezda typu G
Čo je hviezda typu G?
- Hviezdy typu G sú stredne veľké hviezdy, ktoré vyžarujú väčšinou viditeľné svetlo s trochou röntgenového žiarenia, ultrafialového, infračerveného, mikrovlnného a rádiového žiarenia.
- Sú ako Zlatovláska hviezd – nie príliš horúce, nie príliš studené, ale tak akurát!
- Tieto hviezdy sú klasifikované na základe svetla, ktoré vyžarujú, a hviezdy podobné Slnku sú označené ako „G“.
Čo to pre nás znamená?
- Máme šťastie, že Slnko je hviezda typu G, pretože jeho elektromagnetické žiarenie je väčšinou viditeľné svetlo, ktoré je pre nás ľudí bezpečné.
- Zemská atmosféra absorbuje nebezpečnejšie röntgenové lúče a ozónová vrstva blokuje ultrafialové svetlo.
- Infračervené svetlo je vnímané ako teplo a mikrovlny a rádiové vlny prenášajú hudbu priestorom.
Prečo je obloha modrá?
- Slnko je hviezda G2, čo znamená, že má priemernú povrchovú teplotu 5,780 XNUMX K, čo mu dodáva belavú farbu.
- Zemská atmosféra rozptyľuje fialové a modré svetlo s kratšou vlnovou dĺžkou, vďaka čomu sa obloha javí ako modrá.
- Zvyšné svetlo spôsobuje, že Slnko vyzerá žlto.
Iné typy hviezd
- Hviezdy typu O sú najväčšie a najhorúcejšie hviezdy a vyžarujú prevažne ultrafialové svetlo.
- Hviezdy typu M sú najmenšie a najchladnejšie hviezdy a vyžarujú prevažne infračervené svetlo.
- Proxima Centauri je hviezda typu M a najbližšia hviezda k Slnku, ktorá sa nachádza 4 svetelné roky od nás.
- Analýzou svetla vyžarovaného hviezdou sa o nej môžeme veľa dozvedieť.
záver
Na záver, slnko je neskutočný zdroj energie, ktorý nás zohrieva a dodáva nám svetlo. Je úžasné si myslieť, že tá istá energia, ktorá zahreje Údolie smrti na 134 °F (56.7 °C), nám môže poskytnúť aj jemné teplo, ktoré si môžeme vychutnať. Aby ste čo najlepšie využili slnečnú energiu, nezabudnite nosiť opaľovací krém, zostaňte hydratovaní a užívajte si vonku! A nezabudnite na najdôležitejšie pravidlo zo všetkých: nikdy sa nepozerajte priamo do slnka, inak uvidíte hviezdy!
