Сонце — зірка в центрі нашої Сонячної системи. Він випромінює тепло і світло, які нагрівають Землю та інші планети. Але як це робиться?
У цьому пості ми розглянемо:
- 1 Сонячна радіація
- 2 Передача енергії через вакуум і фізичні середовища
- 3 Поглинання Землею сонячної радіації
- 4 Перевипромінювання тепла
- 5 Якої температури досягає сонце?
- 6 Тепло та енергія Сонця
- 7 Сонячна температура
- 8 Джерело енергії Сонця: протон-протонний ланцюг
- 9 Яскраві промені сонця
- 10 Сонце є зіркою типу G
- 11 Висновок
Сонячна радіація
Що таке сонячна радіація?
Сонячна радіація - це енергія, яка надходить від Сонця і нагріває Землю. Він утворюється в результаті реакцій ядерного синтезу в ядрі Сонця, що змушує його випромінювати велику кількість електромагнітного випромінювання, переважно у формі видимого світла.
Скільки сонячної радіації досягає Землі?
Поверхня Сонця випромінює приблизно 63 мільйони ват енергії на квадратний метр, але до того моменту, як воно досягне нас, після того, як пройде 93 мільйони миль, у верхній частині атмосфери буде лише 1,370 ват на квадратний метр. Це багато енергії, але її все одно недостатньо, щоб змусити нас усіх пітніти!
Цікаві факти про сонячне випромінювання
- Сонячне випромінювання - єдиний спосіб засмагнути, не виходячи на пляж!
- Сонячне випромінювання — це чудовий спосіб живити гаджети та штуковини, не підключаючи їх до розетки.
- Сонячне випромінювання можна використати для приготування смачних шморів, не розводячи багаття.
Передача енергії через вакуум і фізичні середовища
Електромагнітне випромінювання
- Електромагнітне випромінювання, як видиме світло, інфрачервоне випромінювання, ультрафіолетове світло та рентгенівські промені, може поширюватися крізь вакуум космосу, як привид.
- Інші форми енергії потребують фізичного середовища для проходження, як звукова енергія потребує повітря чи іншої речовини для передачі, а хвильова енергія океанів потребує води.
- Але сонячна енергія особлива, вона може подорожувати від Сонця до Землі без потреби фізичної речовини для передачі енергії. Ця властивість електромагнітної енергії дає можливість Землі отримувати всю необхідну їй сонячну енергію, включаючи тепло.
Звукова енергія
- Для передачі звукової енергії потрібне повітря чи інша речовина, як шепіт вітру.
- Хвильова енергія океанів потребує води, щоб рухатися крізь неї, як брижі в ставку.
- Але сонячна енергія інша: вона може подорожувати від Сонця до Землі без потреби фізичної речовини для передачі енергії. Ця властивість електромагнітної енергії дає можливість Землі отримувати всю необхідну їй сонячну енергію, включаючи тепло.
Поглинання Землею сонячної радіації
Подарунок Сонця
Тож сонце каже: «Гей, Земле, у мене щось для тебе є!» а Земля каже: «Що це, Сонце?» а Сонце каже: «Це ціла купа енергії! Це буде чудово!» Отже, Сонце посилає всю цю енергію у вигляді тепла, світла та ультрафіолетових променів, і Земля каже: «О вау, дякую, Сонце!»
Куди це йде?
Тож енергія повсюди, і це таке: «Куди мені подітися? Що мені робити?» і Земля каже: «Не хвилюйся, я розумію!» Отже, енергія поглинається повітрям, водою, камінням, будівлями, тротуаром і живими істотами, і це виглядає як: «Круто, тепер я частина чогось!»
Нерівномірний нагрів
Отже, деякі частини Землі отримують більше енергії, ніж інші, і виникає питання: «Гей, чому це?» і Земля каже: «Ось так воно і є, друже!» Отже, різниця в енергії спричиняє рух вітрів і океанських течій по всій планеті, і це виглядає як «Вау, це дуже круто!»
Перевипромінювання тепла
Що було б без нього?
- Якби сонце продовжувало світити на нас без будь-якого способу позбутися тепла, ми були б тостами!
- На щастя, у Землі є спосіб охолодження – вона перепромінює тепло назад у космос.
- Кількість тепла, яке перепромінюється, залежить від типів газів в атмосфері. Деякі гази поглинають тепло краще, ніж інші, і можуть заважати процесу повторного випромінювання.
- Одним із таких газів є вуглекислий газ, який може викликати «парниковий ефект». Коли кількість вуглекислого газу в атмосфері збільшується, більше тепла накопичується в атмосфері, а менше тепла перевипромінюється.
Що це означає для нас?
- Якщо ми не будемо стежити за кількістю вуглекислого газу в атмосфері, Земля стане набагато гарячішою!
- Ми повинні переконатися, що ми підтримуємо Землю прохолодною, керуючи кількістю вуглекислого газу в атмосфері.
- Це означає скорочення використання викопного палива, висаджування більше дерев і загалом більше уваги до нашого впливу на навколишнє середовище.
Якої температури досягає сонце?
Температура поверхні
Отже, вам цікаво, як гріє сонце? Ну, дозвольте мені сказати вам, це гаряче! Тепліше, ніж день на пляжі, спекотніше, ніж у поході влітку, і навіть спекотніше, ніж у вашому домі в найспекотніший день року, коли зламався кондиціонер. Ми говоримо про температури від 90°F до 100°F (32°C до 38°C). Але це ніщо в порівнянні з найвищою температурою, яка коли-небудь була зафіксована на Землі – 134°F (56.7°C) у Долині Смерті, штат Каліфорнія, 10 липня 1913 року.
Ядро Сонця
Сонце, зірка в центрі нашої сонячної системи, набагато гарячіше, ніж ми можемо собі уявити. Поверхня сонця палить, а ядро? Ну, це зовсім інший рівень тепла! Ось кілька речей, які ви можете очікувати знайти в ядрі Сонця:
- Температура досягає 27 мільйонів градусів за Фаренгейтом (15 мільйонів градусів Цельсія)
- Тиск настільки сильний, що в 250 мільярдів разів перевищує тиск на рівні моря
- Реакції ядерного синтезу, які виробляють енергію та світло
Висновок
Отже, ось і все. Сонце припікає. Мовляв, справді гаряче. Гарячіше, ніж усе, що ви можете собі уявити. Отже, наступного разу, коли ви будете на сонці, пам’ятайте – воно спекотніше, ніж ви думаєте!
Тепло та енергія Сонця
температура
- У космосі молекули, розташовані далеко від Сонця, нагріваються виключно світлом, що залишився після Великого вибуху. Абсолютний нуль становить -273.15°C, -459.67°F або 0K.
- Газ між зірками може досягати температури лише близько 3 К.
- Поверхня Сонця, або фотосфера, має середню температуру близько 6000 К.
- Сонячні плями холодніші, близько 4500K.
- Вода замерзає при 273K (0°C або 32°F) і кипить при 373K (100°C або 212°F).
Джерело енергії
- Глибоко всередині Сонця, де температура становить 15 мільйонів кельвінів, атоми водню обертаються і часто стикаються.
- Їх енергія настільки висока, що зіткнення відриває електрони атома.
- Водень, який є просто протоном, поєднується з іншими протонами, утворюючи гелій.
- Цей процес, званий протон-протонним ланцюгом, вивільняє енергію у вигляді гамма-променів.
- Гамма-промені перетворюються на тепло і світло, коли вони виходять із Сонця.
Light
- Спеціальні телескопи на Землі та в космосі можуть показати нам поверхню Сонця в виняткових деталях.
- Майже невидима хромосфера, розташована трохи вище фотосфери, трохи гарячіша за поверхню, її температура досягає приблизно 20,000 XNUMX К.
- Над хромосферою корона перетворюється на вітер тонкого газу, який тече назовні через Сонячну систему.
- Корона значно гарячіша за поверхню Сонця, її температура досягає 2,000,000 XNUMX XNUMX К.
- Під час сонячного затемнення, коли Місяць закриває світло фотосфери, оком видно біле світіння корони.
спектр
- Сонце є зіркою типу G, тобто воно випромінює спектр світла, в якому домінує жовто-зелене світло.
- Сонячний спектр показує склад Сонця, причому такі елементи, як водень, гелій і кисень, є найбільш поширеними.
- Безкоштовна сонячна енергія доступна нам у формі сонячного світла, яке можна використовувати для енергопостачання будинків і підприємств.
- Плавати в космосі з сонячним світлом можливо, оскільки космічні кораблі можуть використовувати енергію Сонця для руху.
- Сонячний вітер — це потік заряджених частинок, які випромінюються Сонцем і можуть впливати на клімат Землі.
Сонячна температура
Основи
- Абсолютний нуль - це температура -273.15°C, -459.67°F або 0K.
- Земля підтримується теплом за рахунок енергії, що залишилася від її формування, енергії, що виділяється в результаті радіоактивного розпаду, і енергії, яку вона отримує від Сонця.
- Поверхня Сонця, або фотосфера, має середню температуру близько 6000 К.
- Сонячні плями холодніші, близько 4500K, через сильне місцеве магнітне поле, яке блокує потік енергії.
- Вода замерзає при 273K (0°C або 32°F) і кипить при 373K (100°C або 212°F).
Невидимі частини
- Майже невидима хромосфера, розташована трохи вище фотосфери, трохи гарячіша за поверхню з температурою 20,000 XNUMX К.
- Над хромосферою корона - це вітер тонкого газу, який тече назовні через Сонячну систему.
- Корона набагато гарячіша за поверхню Сонця, її температура досягає 2,000,000 XNUMX XNUMX К.
Внутрішній совок
- Середня щільність Сонця становить близько 1.4 грама на кубічний сантиметр.
- Центр Сонця має температуру 15,000,000 150 XNUMX К і має щільність XNUMX грамів на кубічний сантиметр.
- Енергія з центру Сонця досягає поверхні приблизно за 1,000,000 8 XNUMX років і займає XNUMX хвилин, щоб досягти Землі.
Джерело енергії Сонця: протон-протонний ланцюг
Що відбувається?
- Всередині Сонця настільки гаряче (15 мільйонів кельвінів!), що атоми водню підстрибують і часто врізаються один в одного.
- Це зіткнення відриває електрони, залишаючи лише протони та електрони.
- Протони мають достатньо енергії, щоб подолати відштовхування і злитися разом, утворюючи дейтерій, потім легкий гелій і, нарешті, гелій, який ми знаходимо на Землі.
- Кожен раз, коли відбувається цей процес, 4 атоми водню перетворюються на 1 атом гелію.
Яка велика угода?
- Коли гелій утворився, частина маси зникла.
- Цю відсутню масу було перетворено на енергію у вигляді гамма-променів (у 100,000 XNUMX разів енергійніших за видиме світло!).
- Отже, Сонце перетворює водень на гелій і енергію!
Яскраві промені сонця
Що таке гамма-промені?
Гамма-промені схожі на крихітних маленьких вечірніх звіряток, вони поглинаються атомами, потім вони збуджуються і починають танцювати, змінюючи свою довжину хвилі відповідно до рівня енергії електронів в атомах і температури атомів.
Який кінцевий результат?
До того часу, коли ці маленькі звірятка досягають поверхні Сонця, вони в основному перетворилися на:
- Видиме світло (зірка типу G)
- Ультрафіолетове світло
- Інфрачервоне світло
- Невелика кількість рентгенівських променів
- Мікрохвилі
- Радіохвилі
Усе це є формами електромагнітного випромінювання, яке в основному є просто світлом, що складається з фотонів.
Сонце є зіркою типу G
Що таке G-Type Star?
- Зірки типу G — це зірки середнього розміру, які випромінюють переважно видиме світло з невеликою кількістю рентгенівського, ультрафіолетового, інфрачервоного випромінювання, мікрохвиль і радіохвиль.
- Вони як Златовласка серед зірок – не дуже жарко, не надто холодно, але в самий раз!
- Ці зірки класифікуються на основі світла, яке вони випромінюють, а ті, що схожі на Сонце, позначаються типом «G».
Що це означає для нас?
- Нам пощастило, що Сонце є зіркою типу G, тому що його електромагнітне випромінювання складається переважно з видимого світла, яке є безпечним для нас, людей.
- Атмосфера Землі поглинає небезпечніші рентгенівські промені, а озоновий шар блокує ультрафіолетове світло.
- Інфрачервоне світло відчувається як тепло, а мікрохвилі та радіохвилі несуть музику в просторі.
Чому небо блакитне?
- Сонце є зіркою G2, що означає, що середня температура його поверхні становить 5,780 К, що надає йому білуватого кольору.
- Атмосфера Землі розсіює фіолетове та синє світло з коротшою довжиною хвилі, завдяки чому небо виглядає блакитним.
- Світло, що залишилося, робить Сонце жовтим.
Інші типи зірок
- Зірки типу O є найбільшими та найгарячішими зірками, і вони випромінюють переважно ультрафіолетове світло.
- Зірки типу M є найменшими та найхолоднішими зірками, і вони випромінюють переважно інфрачервоне світло.
- Проксима Центавра — зірка типу М і найближча до Сонця зірка, розташована на відстані 4 світлових років від нас.
- Аналізуючи світло, яке випромінює зірка, ми можемо багато про неї дізнатися.
Висновок
Підсумовуючи, сонце є неймовірним джерелом енергії, яке зігріває нас і дає нам світло. Дивно думати, що та сама енергія, яка нагріває Долину Смерті до 134°F (56.7°C), також може забезпечити нас м’яким теплом, яким ми можемо насолоджуватися. Щоб максимально використовувати енергію сонця, не забувайте користуватися сонцезахисним кремом, зволожуватись і насолоджуватися прогулянками на свіжому повітрі! І не забувайте про найважливіше правило: ніколи не дивіться прямо на сонце, інакше ви побачите зірки!
