Sonce je zvezda v središču našega sončnega sistema. Oddaja toploto in svetlobo, ki segrejeta Zemljo in druge planete. Toda kako to naredi?
V tem prispevku bomo obravnavali:
- 1 Sončno sevanje
- 2 Prenos energije skozi vakuum in fizične medije
- 3 Absorpcija sončnega sevanja na Zemlji
- 4 Ponovno sevanje toplote
- 5 Kakšno temperaturo doseže sonce?
- 6 Sončeva toplota in energija
- 7 Sončna vroča temperatura
- 8 Sončev vir energije: proton-protonska veriga
- 9 Sončni sijoči žarki
- 10 Sonce je zvezda tipa G
- 11 zaključek
Sončno sevanje
Kaj je sončno sevanje?
Sončno sevanje je energija, ki prihaja od sonca in ogreva Zemljo. Nastane z reakcijami jedrske fuzije v sončnem jedru, zaradi česar oddaja veliko količino elektromagnetnega sevanja, večinoma v obliki vidne svetlobe.
Koliko sončnega sevanja doseže Zemljo?
Sončna površina oddaja okoli 63 milijonov vatov energije na kvadratni meter, a ko doseže nas, potem ko prepotuje 93 milijonov milj, je le še 1,370 vatov na kvadratni meter na vrhu atmosfere. To je veliko energije, a še vedno premalo, da bi se vsi preznojili!
Zabavna dejstva o sončnem sevanju
- Sončno obsevanje je edini način, da porjavite, ne da bi morali iti na plažo!
- Sončno sevanje je odličen način za napajanje vaših pripomočkov in pripomočkov, ne da bi jih morali priključiti.
- Sončno sevanje lahko uporabite za pripravo okusnih s'mores, ne da bi morali zakuriti taborni ogenj.
Prenos energije skozi vakuum in fizične medije
Elektromagnetno sevanje
- Elektromagnetno sevanje, tako kot vidna svetloba, infrardeče sevanje, ultravijolična svetloba in rentgenski žarki, lahko potuje skozi vakuum vesolja kot duh.
- Druge oblike energije potrebujejo fizični medij za premikanje, tako kot zvočna energija za prenos potrebuje zrak ali drugo snov, valovna energija oceanov pa vodo.
- Toda sončna energija je posebna, saj lahko potuje od sonca do Zemlje, ne da bi za prenos energije potrebovali fizično snov. Ta lastnost elektromagnetne energije omogoča, da Zemlja dobi vso sončno energijo, vključno s toploto, ki jo potrebuje.
Zvočna energija
- Zvočna energija za prenos potrebuje zrak ali drugo snov, kot je šepet vetra.
- Energija valov v oceanih potrebuje vodo za premikanje, kot valovanje v ribniku.
- Toda sončna energija je drugačna, lahko potuje od sonca do Zemlje brez potrebe po fizični snovi za prenos energije. Ta lastnost elektromagnetne energije omogoča, da Zemlja dobi vso sončno energijo, vključno s toploto, ki jo potrebuje.
Absorpcija sončnega sevanja na Zemlji
Sončevo darilo
Sonce je kot "Hej Zemlja, nekaj imam zate!" in Zemlja kot: "Kaj je, Sonce?" in sonce reče: »To je cel kup energije! Super bo!” Sonce torej pošilja vso to energijo v obliki toplote, svetlobe in UV-žarkov, Zemlja pa reče: "O, vau, hvala Sonce!"
Kam gre?
Energija je torej povsod in je kot, »Kam naj grem? Kaj naj naredim?" Zemlja pa reče: "Ne skrbi, razumem!" Energijo torej absorbirajo zrak, voda, kamenje, zgradbe, pločniki in živa bitja, in je kot: "Oh, super, zdaj sem del nečesa!"
Neenakomerno ogrevanje
Torej nekateri deli Zemlje dobijo več energije kot drugi in je kot, "Hej, zakaj pa to?" Zemlja pa reče: "Tako pač je, prijatelj!" Torej razlike v energiji povzročijo, da se vetrovi in oceanski tokovi premikajo po celem planetu, in to je kot, "Wau, to je zelo kul!"
Ponovno sevanje toplote
Kaj bi se zgodilo brez tega?
- Če bi nam sonce še naprej sijalo, ne da bi se na kakršen koli način znebili vročine, bi bili prepečeni!
- Na srečo ima Zemlja način hlajenja – toploto oddaja nazaj v vesolje.
- Količina toplote, ki se ponovno seva, je odvisna od vrste plinov v ozračju. Nekateri plini absorbirajo toploto bolje kot drugi in lahko motijo proces ponovnega sevanja.
- Eden od teh plinov je ogljikov dioksid, ki lahko povzroči 'učinek tople grede'. Ko se količina ogljikovega dioksida v atmosferi poveča, se v atmosferi shrani več toplote in manj toplote se ponovno seva.
Kaj to pomeni za nas?
- Če ne bomo spremljali količine ogljikovega dioksida v ozračju, bo Zemlja postala veliko bolj vroča!
- Zagotoviti moramo, da ohranjamo Zemljo hladno z upravljanjem količine ogljikovega dioksida v ozračju.
- To pomeni, da zmanjšamo porabo fosilnih goriv, posadimo več dreves in na splošno bolj upoštevamo naš vpliv na okolje.
Kakšno temperaturo doseže sonce?
Površinska temperatura
Torej, se sprašujete, kako močno pripeka sonce? No, naj ti povem, vroče je! Bolj vroče kot dan na plaži, vroče kot poletni pohod in še bolj vroče kot vaša hiša na najbolj vroč dan v letu, ko se pokvari klimatska naprava. Govorimo o temperaturah od 90 °F do 100 °F (32 °C do 38 °C). Toda to ni nič v primerjavi z najvišjo temperaturo, ki je bila kdajkoli zabeležena na Zemlji – 134 °F (56.7 °C) v Dolini smrti v Kaliforniji 10. julija 1913.
Sončevo jedro
Sonce, zvezda v središču našega sončnega sistema, je veliko bolj vroče od vsega, kar si lahko predstavljamo. Površina sonca žge, sredica pa? No, to je čisto druga raven toplote! Tukaj je nekaj stvari, ki jih lahko pričakujete v sončnem jedru:
- Temperature do 27 milijonov stopinj Fahrenheita (15 milijonov stopinj Celzija)
- Pritisk, ki je tako močan, da je 250 milijard-krat večji od pritiska na morski gladini
- Reakcije jedrske fuzije, ki proizvajajo energijo in svetlobo
zaključek
Torej, tukaj imate. Sonce pripeka. Res vroče. Bolj vroče kot karkoli, kar si lahko predstavljate. Torej, naslednjič, ko boste na soncu, ne pozabite – vroče je, kot si mislite!
Sončeva toplota in energija
temperature
- V vesolju se molekule daleč od Sonca segrejejo izključno s svetlobo, ki je ostala po velikem poku. Absolutna ničla je -273.15 °C, -459.67 °F ali 0K.
- Plin med zvezdami lahko doseže temperaturo le okoli 3K.
- Sončeva površina ali fotosfera ima povprečno temperaturo približno 6000 K.
- Sončne pege so hladnejše, približno 4500 K.
- Voda zmrzne pri 273 K (0 °C ali 32 °F) in zavre pri 373 K (100 °C ali 212 °F).
Vir energije
- Globoko v notranjosti Sonca, kjer je temperatura 15 milijonov kelvinov, se atomi vodika vrtijo in pogosto trčijo.
- Njihova energija je tako visoka, da trk odtrga atomske elektrone.
- Vodik, ki je preprosto proton, se združuje z drugimi protoni in tvori helij.
- Ta proces, imenovan proton-protonska veriga, sprošča energijo v obliki žarkov gama.
- Gama žarki se med potovanjem iz Sonca pretvorijo v toploto in svetlobo.
Svetloba
- Posebni teleskopi na Zemlji in v vesolju nam lahko izredno podrobno prikažejo Sončevo površino.
- Skoraj nevidna kromosfera, tik nad fotosfero, je nekoliko bolj vroča od površine s temperaturo, ki doseže temperaturo približno 20,000 K.
- Nad kromosfero postane korona veter tankega plina, ki teče navzven skozi sončni sistem.
- Korona je neverjetno bolj vroča od površine Sonca, saj temperature dosežejo 2,000,000 K.
- Med Sončevim mrkom, ko Luna zapre svetlobo fotosfere, je bel sij korone viden očesu.
Spectrum
- Sonce je zvezda tipa G, kar pomeni, da oddaja spekter svetlobe, v katerem prevladuje rumeno-zelena svetloba.
- Sončni spekter razkriva sestavo Sonca, pri čemer so elementi, kot so vodik, helij in kisik, najbolj zastopani.
- Brezplačna sončna energija nam je na voljo v obliki sončne svetlobe, ki jo lahko uporabimo za napajanje domov in podjetij.
- Plovba v vesolju s sončno svetlobo je mogoča, saj lahko vesoljska plovila za pogon uporabljajo energijo sonca.
- Sončni veter je tok nabitih delcev, ki jih oddaja Sonce in lahko vpliva na zemeljsko podnebje.
Sončna vroča temperatura
Osnove
- Absolutna ničla je mrzlo -273.15 °C, -459.67 °F ali 0K.
- Zemljo ohranja toplota energija, ki ostane pri njenem nastanku, energija, sproščena pri radioaktivnem razpadu, in energija, ki jo prejme od Sonca.
- Sončeva površina ali fotosfera ima povprečno temperaturo približno 6000 K.
- Sončne pege so hladnejše, pri približno 4500 K, zaradi močnega lokalnega magnetnega polja, ki blokira pretok energije.
- Voda zmrzne pri 273 K (0 °C ali 32 °F) in zavre pri 373 K (100 °C ali 212 °F).
Nevidni deli
- Skoraj nevidna kromosfera, tik nad fotosfero, je nekoliko bolj vroča od površine s temperaturo do 20,000 K.
- Nad kromosfero je korona veter tankega plina, ki teče navzven skozi sončni sistem.
- Korona je veliko bolj vroča od površine Sonca, saj temperature dosežejo 2,000,000 K.
Inside Scoop
- Povprečna gostota Sonca je približno 1.4 grama na kubični centimeter.
- Središče Sonca je 15,000,000K in ima gostoto 150 gramov na kubični centimeter.
- Energija iz središča Sonca doseže površje v približno 1,000,000 letih in traja 8 minut, da doseže Zemljo.
Sončev vir energije: proton-protonska veriga
Kaj se dogaja?
- Znotraj Sonca je tako vroče (15 milijonov kelvinov!), da vodikovi atomi poskakujejo naokoli in pogosto trčijo drug ob drugega.
- Ta trk odstrani elektrone, tako da ostanejo samo protoni in elektroni.
- Protoni imajo dovolj energije, da premagajo svoj odboj in se zlijejo skupaj, pri čemer nastane devterij, nato lahki helij in končno helij, ki ga najdemo na Zemlji.
- Vsakič, ko pride do tega procesa, 4 atomi vodika postanejo 1 atom helija.
Kaj je velik posel?
- Ko je helij izdelan, je nekaj mase izginilo.
- Ta manjkajoča masa je bila spremenjena v energijo v obliki žarkov gama (100,000-krat bolj energijskih kot vidna svetloba!).
- Torej, Sonce pretvarja vodik v helij in energijo!
Sončni sijoči žarki
Kaj so žarki gama?
Žarki gama so kot majhne živalice, absorbirajo jih atomi, nato pa postanejo vsi navdušeni in začnejo plesati naokoli ter spreminjajo svojo valovno dolžino glede na energijske ravni elektronov v atomih in temperaturo atomov.
Kakšen je končni rezultat?
Do takrat, ko te male živalice dosežejo sončno površino, so se večinoma spremenile v:
- Vidna svetloba (zvezda tipa G)
- Ultravijolična svetloba
- Infrardeča svetloba
- Majhne količine rentgenskih žarkov
- Mikrovalovi
- Radijski valovi
Vse to so oblike elektromagnetnega sevanja, ki je v bistvu samo svetloba, sestavljena iz fotonov.
Sonce je zvezda tipa G
Kaj je G-Type Star?
- Zvezde tipa G so srednje velike zvezde, ki oddajajo večinoma vidno svetlobo, z malo rentgenskih žarkov, ultravijoličnega, infrardečega sevanja, mikrovalov in radijskih valov.
- So kot Zlatolaska med zvezdami – ne prevroče, ne premrzle, ampak ravno prav!
- Te zvezde so razvrščene glede na svetlobo, ki jo oddajajo, tiste, ki so podobne Soncu, pa so označene s tipom "G".
Kaj to pomeni za nas?
- Imamo srečo, da je Sonce zvezda tipa G, saj je njegovo elektromagnetno sevanje večinoma vidna svetloba, ki je za nas ljudi varna.
- Zemljina atmosfera absorbira nevarnejše rentgenske žarke, ozonski plašč pa blokira ultravijolično svetlobo.
- Infrardečo svetlobo čutimo kot toploto, mikrovalovi in radijski valovi pa prenašajo glasbo skozi vesolje.
Zakaj je nebo modra?
- Sonce je zvezda G2, kar pomeni, da ima povprečno površinsko temperaturo 5,780 K, zaradi česar je belkaste barve.
- Zemljina atmosfera razprši vijolično in modro svetlobo s krajšo valovno dolžino, zaradi česar je nebo videti modro.
- Zaradi preostale svetlobe je Sonce videti rumeno.
Druge vrste zvezd
- Zvezde tipa O so največje in najbolj vroče zvezde in oddajajo večinoma ultravijolično svetlobo.
- Zvezde tipa M so najmanjše in najhladnejše zvezde in sevajo večinoma infrardečo svetlobo.
- Proksima Kentavra je zvezda tipa M in Soncu najbližja zvezda, oddaljena 4 svetlobna leta.
- Z analizo svetlobe, ki jo oddaja zvezda, lahko izvemo veliko o njej.
zaključek
Skratka, sonce je neverjeten vir energije, ki nas greje in daje svetlobo. Neverjetno je misliti, da nam ista energija, ki segreje Dolino smrti na 134 °F (56.7 °C), lahko zagotovi tudi nežno toploto, v kateri lahko uživamo. Če želite kar najbolje izkoristiti sončno energijo, ne pozabite nositi kreme za sončenje, ostati hidrirani in uživati na prostem! In ne pozabite na najpomembnejše pravilo: nikoli ne glejte naravnost v sonce, sicer boste videli zvezde!
