Какую освещенность создает солнце на поверхности земли

(Обновлен)Задание 1 Параграф 102 ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

Изображение 1. Какую освещенность создает Солнце на поверхности Земли?1) Энергия, ежесекундно падающая от Солнца на земную поверхностьплощадью 1 м^2, расположенную.

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

Какие пояса освещенности выделяются на поверхности планеты Земля в 5 классе?

Пояса освещенности Земли – это участки поверхности планеты, которые находятся в разной степени освещенности в разное время суток. Из-за вращения Земли вокруг своей оси, солнечный свет достигает разных областей планеты под разными углами, что влияет на их освещенность. Знание о поясах освещенности позволяет нам понять, почему на Земле сменяются день и ночь, а также почему время года разное в разных частях планеты.

Существуют несколько основных поясов освещенности Земли. Первый из них – это пояс непрерывного дня, который находится вблизи полюсов. В течение некоторой части года в этом регионе наблюдается солнце, двигающееся вокруг горизонта, что создает эффект белых ночей. Во время этого периода день и ночь сменяются друг другом, но полностью черной ночи не бывает.

Второй пояс – это зона постепенного смены дня и ночи. Именно в этом регионе находится большинство населенных пунктов Земли. Здесь длительность дня и ночи практически одинакова, и только в определенные времена года происходит короткосрочное изменение длины солнечного дня. В этих местах смена времен года особенно заметна – зимой мало света, летом светло.

Третий пояс освещенности – это экваториальная зона, где день и ночь имеют примерно равную продолжительность в течение всего года. Единственное отличие состоит в том, что температура и влажность в этой зоне постоянно высокие. Это связано с тем, что солнце находится почти над головой на протяжении всего года, обеспечивая постоянное тепло.

Познакомившись с основными поясами освещенности Земли, вы сможете лучше понять, почему наша планета так разнообразна и интересна. Узнав важные детали об освещенности Земли, вы сможете объяснить многие явления, происходящие вокруг нас и влияющие на нашу жизнь.

Пояса освещенности Земли

Земля, будучи планетой, получает свет и тепло от Солнца. В результате вращения Земли вокруг своей оси сменяются день и ночь. Это приводит к тому, что на поверхности планеты образуются различные пояса освещенности.

Наиболее ярко освещенный пояс – это экваториальный пояс. Здесь Солнце всегда находится над головой практически весь год, что обеспечивает равномерное и интенсивное освещение.

Южная и северная полушарии Земли имеют свои особенности освещенности. В северном полушарии наиболее яркое освещение наблюдается летом, когда дневные часы здесь максимальны. Зимой же наступает период полной темноты – полярная ночь.

В южном полушарии ситуация противоположная: летом здесь наблюдается полная темнота – полярная ночь, а зимой – очень длинные дневные часы. В таких условиях, некоторые животные и растения адаптируются к длительному периоду освещенности или наоборот темноте.

Пояса освещенности играют важную роль в жизни на Земле. Они влияют на физиологию растений, животных и людей, определяют природные условия разных регионов планеты и влияют на климат.

Классификация

Пояса освещенности Земли можно классифицировать на основе продолжительности светового дня, в зависимости от широты местности. Существуют следующие основные типы поясов:

Международное датумное время

Международное датумное время (Universal Coordinated Time, UTC) — это международный стандарт времени, который используется для синхронизации часов по всему миру. Он является основой для определения местных временных зон в разных странах.

UTC было введено для замены Гринвичского среднего времени (GMT) как стандарта времени. Оно основано на координированном всемирном времени (International Atomic Time, TAI), с учетом добавления или вычитания секунд, чтобы согласовать его со земным вращением. Эти коррекции производятся, чтобы обеспечить точность времени, так как земное вращение не является постоянным.

В настоящее время, UTC широко используется во всем мире во многих сферах деятельности, таких как авиация, связь, международные транспортные системы, научные исследования, а также в повседневной жизни. Он позволяет координировать и синхронизировать деятельность, основанную на времени, между разными регионами и странами.

UTC представляет собой 24-часовой формат времени, где начало нового дня считается полуночью в гринвичском часовом поясе (Greenwich Mean Time, GMT). Временные зоны различаются по сдвигу относительно UTC, и обычно указываются в формате UTC +\-\часы. Например, Московское время (UTC+3) отстает от UTC на 3 часа, а Перу (UTC-5) отстает на 5 часов.

Зона Зеленвича

Зона Зеленвича — это полоса на поверхности Земли, которая проходит через ряд географических меридианов и имеет нулевую разницу во времени. Именно по этой линии проходит меридиан, исходя от которого считаются все остальные временные зоны на Земле.

Меридиан, проходящий через Зеленвич, является нулевым меридианом и точкой отсчета для определения долготы других точек поверхности Земли. В этом месте также расположена Королевская обсерватория Гринвич, которая была основана в 1675 году и является одной из ведущих астрономических и геодезических наблюдательных станций мира. Здесь были выполнены важные научные работы, связанные с определением времени и координат на Земле.

Зона Зеленвича разделяет Землю на Восточное и Западное полушария. На востоке от этой зоны время увеличивается на 1 час с каждым меридианом, находящимся к востоку от Зеленвича. А на западе время уменьшается на 1 час с каждым меридианом, находящимся к западу от Зеленвича.

Пояса освещенности

Пояса освещенности – это географические зоны на поверхности Земли, которые получают различные уровни освещенности в зависимости от положения относительно Солнца. Эти пояса играют важную роль в климатических процессах и определяют распределение тепла и света на планете.

Основные пояса освещенности на Земле – экваториальный, умеренные широты и полярные.

Пояс освещенности	Описание
Экваториальный пояс	Находится между двумя параграфами. Здесь Солнце освещает поверхность Земли практически перпендикулярно, поэтому здесь практически отсутствуют сезоны. Температура на экваторе обычно достаточно высокая, а климат – влажный и тропический.
Умеренные широты	Этот пояс располагается между экваториальным и полярными поясами освещенности. В умеренных широтах Солнце освещает поверхность Земли под углом, что приводит к сезонным изменениям температуры. Здесь климат разнообразный – от умеренного до континентального и морского.
Полярные пояса	Полярные пояса располагаются вблизи полюсов Земли. В этих зонах Солнце освещает поверхность Земли под очень низким углом или вообще не восходит, что приводит к предельно низким температурам. Климат в полярных поясах холодный и заснеженный, с длинной зимой.

Пояса освещенности играют важную роль в жизни растений, животных и людей. Они определяют смену сезонов, влияют на распределение влаги и тепла, а также оказывают влияние на поведение живых организмов и проведение экономической деятельности. Познание и понимание этих поясов помогают ученым и географам лучше изучать и прогнозировать климатические явления на Земле.

Северный пояс освещенности

Северный пояс освещенности – это область на поверхности Земли, которая находится на северном полушарии и имеет освещенность в определенное время суток. Освещенность – это явление, когда на поверхность Земли падает свет от Солнца или других источников освещения.

Северный пояс освещенности меняется в зависимости от времени года и суточных временных интервалов. В летнее время, когда полюса Земли наклонены к Солнцу, северный пояс освещенности находится на севере. В зимнее время, когда полюса Земли отведены от Солнца, северный пояс освещенности находится на юге.

Северный пояс освещенности оказывает влияние на климат и жизнь на северном полушарии. Здесь наблюдается суточное чередование дня и ночи. В течение года северный пояс освещенности также подвергается изменению — в летнее время дни становятся длиннее, а в зимнее время — короче.

Важно помнить, что северный пояс освещенности имеет своеобразные особенности и отличается от других поясов освещенности на Земле.

Южный пояс освещенности

Южный пояс освещенности — участок Земной поверхности на южном полушарии, который подвергается освещению солнечными лучами. В данном поясе солнце находится в зените два раза в году — в моменты солнцестояния. В это время южный пояс освещенности претерпевает наибольшую интенсивность солнечного освещения.

В течение года интенсивность освещения в южном поясе меняется. В зимний период, когда солнце находится ниже горизонта, освещенность южного пояса снижается. В то же время, в летние месяцы солнце возвышается над горизонтом, и южный пояс освещенности получает наибольший световой поток. Это объясняется близостью к Южному полюсу и особенностями земной орбиты.

В южном поясе освещенности находится также Антарктида — континент покрытый льдом. В летний период на Антарктике наблюдается полное сутки светлое время суток, известное как полярный день, в то время как зимой царит полная темнота — полярная ночь. Эти феномены также влияют на освещенность южного пояса.

Важно отметить, что характеристики южного пояса освещенности сильно зависят от временного года и географического положения. Процессы смены освещенности влияют на климатические условия и биологическую жизнь в данном регионе.

Распределение освещенности

Пояса освещенности Земли являются результатом вращения планеты вокруг своей оси и влияют на изменение дня и ночи. Земля делится на 24 часовых пояса, каждый из которых имеет свой часовой поясный пояс. В каждом часовом поясе время определяется относительно стандартного времени, называемого время общего пояса (UTC).

Светло на поверхности Земли в определенном часовом поясе в тот момент, когда Солнце находится над горизонтом. Таким образом, в любой момент времени только половина Земли находится в состоянии освещенности, а другая половина приходится на ночное время.

Полосы освещенности изменяются по мере вращения Земли вокруг своей оси и соответствуют длине дня и ночи в разных регионах. На экваторе длина дня и ночи всегда равны 12 часам. Все дальше от экватора, длина дня и ночи начинает меняться, что приводит к более длинным дням и ночам в северных и южных регионах.

Интересно отметить, что в период зимнего и летнего солнцестояния, когда наклон оси Земли в отношении Солнца максимален или минимален соответственно, изменяется положение и размер поясов освещенности. В зимний период полосы освещенности располагаются ближе к полюсам, что приводит к более коротким дням и более длинным ночам. В то же время в летний период полосы освещенности располагаются ближе к экватору, что приводит к более длинным дням и более коротким ночам.

География Познакомьтесь с морями Зарубежной Европы: исследуйте их океаны и проливы, которые окружают прекрасную береговую линию

Какую освещенность создает солнце на поверхности земли

Солнце – источник всего на Земле: света, тепла, жизни. Только солнечный свет дарил людям тепло до того, как они научились добывать огонь, – солнечная энергетика была первой, освоенной человеческим сообществом. Недаром само это сообщество возникло, как утверждают палеонтологи, под жарким солнцем экватора, в Центральной Африке. По-видимому, энергетика Солнца станет самой приемлемой и в будущие эпохи благодаря своей естественности (дается-то даром), неисчерпаемости и экологической чистоте. Почему же до сих пор она оставалась в тени? Почему в течение тысячелетий человек предпочитал согревать себя и готовить пищу, сжигая дрова, уголь, нефть, создавая хитроумные сооружения на быстрых реках и продувных ветрах, добывая (в последнее время) опасный радиоактивный уран? Потому что для технически неразвитого общества, прикованного к земной поверхности, солнечные энергостанции были бы маломощными, громоздкими, зависящими от погоды – практически неконкурентными. Только фантасты чутьем угадывали их будущий неизбежный взлет.

С выходом в космос, созданием орбитальных станций и бурным развитием электроники (в первую очередь полупроводников) ситуация резко изменилась. Сейчас солнечная энергетика – не далекая мечта, а каждодневная реальность, занимающая все больше места в деятельности научных институтов и промышленных организаций.

Солнечная энергия неисчерпаема – при бесконечном росте наших технических возможностей.

Наибольшая плотность потока солнечного излучения, приходящегося на Землю, составляет примерно 1 кВт/м 2 в диапазоне длин волн 0.3-2.5 мкм. Это излучение называется коротковолновым и включает видимый спектр. Для населенных районов в зависимости от места, времени суток и погоды потоки солнечной энергии, достигающие Земли, меняются от 3 до 30 МДж/ м 2 в день. Солнечное излучение характеризуется энергией фотонов в максимуме распределения порядка 2 эВ, определенной по температуре поверхности Солнца около 6000 К. Это энергетический поток от доступного источника гораздо более высокой температуры, чем у традиционных технических источников. Излучение распространяется со скоростью 3х10 8 м/с и достигает земной атмосферы примерно за 8 минут. Тепловая энергия его может быть использована с помощью стандартных технических устройств (например: паровых турбин) и методами, разработанными на основе фотохимических и фотофизических взаимодействий. Потоки энергии излучения, связывающие атмосферу с поверхностью Земли, также порядка 1 кВт/м 2 , но они перекрывают другой спектральный диапазон – от 5 до 25 мкм, называемый длинноволновым с максимумом около 10 мкм. По спектру коротко- и длинноволновое излучения расположены друг от друга достаточно далеко и могут быть легко различимы.

1 Угол падения Солнца и зенитный угол

Солнце – звезда Солнечной системы, которая является для планеты Земля источником громадного количества тепла и ослепительного света. Несмотря на то, что Солнце находится от нас на значительном расстоянии и до нас доходит лишь небольшая часть его излучения, этого вполне достаточно для развития жизни на Земле. Наша планета вращается вокруг Солнца по орбите. Если с космического корабля наблюдать Землю в течение года, то можно заметить, что Солнце всегда освещает только какую-либо одну половину Земли, следовательно, там будет день, а на противоположной половине в это время будет ночь. Земная поверхность получает тепло только днем.

Наша Земля нагревается неравномерно. Неравномерный нагрев Земли объясняется ее шарообразной формой, поэтому угол падения солнечного луча в разных районах различен, а значит, различные участки Земли получают различное количество тепла. На экваторе солнечные лучи падают отвесно, и они сильно нагревают Землю. Чем дальше от экватора, тем угол падения луча становится меньше, а следовательно, и меньшее количества тепла получают эти территории. Один и тот же по мощности пучок солнечного излучения обогревает у экватора гораздо меньшую площадь, так как он падает отвесно. Кроме того, лучи, падающие под меньшим углом, чем на экваторе,пронизывая атмосферу, проходят в ней больший путь, вследствие чего часть солнечных лучей рассеивается в тропосфере и не доходит до земной поверхности. Все это свидетельствует о том, что при удалении от экватора к северу или к югу уменьшается температура воздуха, так как уменьшается угол падения солнечного луча.

На степень нагрева земной поверхности влияет также и то, что земная ось наклонена к плоскости орбиты, по которой Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, под углом 66,5° и все время направлена северным концом в сторону Полярной звезды.

Представим себе, что Земля, двигаясь вокруг Солнца, имеет земную ось, перпендикулярную плоскости орбиты вращения. Тогда бы поверхность на разных широтах получала бы неизменное в течение года количество тепла, угол падения солнечного луча был все время постоянным, всегда день был бы равен ночи, не происходило бы смены времен года. На экваторе эти условия мало отличались бы от нынешних. Существенное влияние на нагрев земной поверхности, а значит, и на весь климат наклон земной оси имеет именно в умеренных широтах.

В течение года, то есть за время полного оборота Земли вокруг Солнца, особо примечательны четыре дня: 21 марта, 23 сентября, 22 июня, 22 декабря.

Тропики и полярные круги разделяют поверхность Земли на пояса, которые различаются между собой солнечной освещенностью и количеством тепла, получаемого от Солнца. Выделяют 5 поясов освещенности: северный и южный полярные, которые получают мало света и тепла, тропический пояс с жарким климатом и северный и южный умеренные пояса, которые получают света и тепла больше, чем полярные, но меньше, чем тропические.

Рисунок 1.1 – Положение Земли относительно Солнца

Итак, в заключение можно сделать общий вывод: неравномерный нагрев и освещение земной поверхности связаны с шарообразностью нашей Земли и с наклоном земной оси до 66,5° к орбите вращения вокруг Солнца.

Углом падения луча назовем угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча. В одной и той же географической точке в разное время суток солнечные лучи падают на землю под разными углами.

Рисунок 1.2 – Падение луча солнца и ее отражение

Количество солнечного света и тепла, которое поступает на земную поверхность, прямо пропорционально углу падения лучей. Солнечные лучи могут падать на Землю под углом от 0 до 90 градусов. Угол попадания лучей на землю разный, потому что наша планета имеет форму шара. Чем он больше, тем светлее и теплее.

Таким образом, если луч идёт под углом 0 градусов, он только скользит вдоль поверхности земли, не нагревая её. Такой угол падения бывает на Северном и Южном полюсах, за полярным кругом. Под прямым углом солнечные лучи падают на экватор и на поверхность между Южным и Северным Тропиком. Этот показатель считается максимальным углом падения солнечных лучей. Как Вам известно, из курса VII класса, 21 марта и 23 сентября Солнце находится в зените над экватором, лучи падают здесь под максимальным углом. Отсюда по направлению на север и на юг угол падения солнечных лучей уменьшается. Вследствие этого, для вычисления угла падения лучей на тот или иной пункт, расположенных в обоих полушариях, можем написать нижеследующее выражение:

где, ω – угол падения солнечных лучей;

φ – географическая широта, где расположен пункт.

Если угол попадания солнечных лучей на землю прямой, это говорит о том, что солнце в зените.

Зенит – угол падения солнечных лучей, равный 90°.

Таким образом, угол падения лучей на поверхность земли и высота солнца над горизонтом равны между собой. Зависят они от географической широты. Чем ближе к нулевой широте, тем угол падения лучей ближе к 90 градусам, тем выше находится солнце над горизонтом, тем теплее и светлее.

Зенитный угол Солнца меняется в зависимости от вращения Земли вокруг Солнца и вращения Земли вокруг своей оси.

В течение года Земля описывает вокруг Солнца эллиптическую орбиту. Наблюдателю, находящемуся на Земле, наоборот, кажется, что Солнце движется по небесному своду и описывает в течение года путь, называемый эклиптикой. Плоскость эклиптики составляет угол 23 О 27’ (около 23 с половиной гардуса) с плоскостью земного экватора.

Рисунок 1.3 – Движение Земли по эклиптике и пересечение Солнца плоскость экватора

Двигаясь по эклиптике, Солнце пересекает плоскость экватора 21 марта (день весеннего равноденствия) и 24 сентября (день осеннего равноденствия) и достигает максимальной высоты 23 с половиной градуса выше плоскости экватора — 22 июня летнее солнцестояние (для наблюдателя в северном полушарии) и минимальной высоты 22 декабря (день зимнего солнестояния).

В процессе этого меняется склонение Солнца относительного земного экватора.

Кроме того, Земля еще вращается вокруг своей оси, в результате чего зенитный угол зависит еще от часового угла.

Таким образом, с учетом изменения склонения Солнца, широты наблюдателя и времени относительно истинного полдня, зенитный угол с учетом сферической геометрии определяется по формуле:

(2)

где, — широта;

— склонение орбиты Земли;

t — текущее время;

t_p — время истинного полдня (в секундах), в знаменателе продолжительность суток (также в секундах).

Солнечный свет — Sunlight

Солнечный свет — это часть электромагнитного излучения, испускаемого Солнцем, в частности инфракрасного, видимого и ультрафиолетового света. На Земле солнечный свет рассеивается и фильтруется через атмосферу Земли и проявляется как дневной свет, когда Солнце находится над горизонтом . Когда прямое солнечное излучение не блокируется облаками, оно воспринимается как солнечный свет, сочетание яркого света и лучистого тепла . Когда они блокируются облаками или отражаются от других объектов, солнечный свет рассеивается . Источники указывают «в среднем по всей Земле» «164 Вт на квадратный метр за 24 часа в сутки».

Ультрафиолетовое излучение солнечного света имеет как положительные, так и отрицательные последствия для здоровья, поскольку оно является необходимым условием для синтеза витамина D ₃ и мутагена .

Солнечному свету требуется около 8,3 минуты, чтобы достичь Земли от поверхности Солнца. Фотону, стартующему в центре Солнца и меняющему направление каждый раз, когда он сталкивается с заряженной частицей, потребуется от 10 000 до 170 000 лет, чтобы добраться до поверхности.

Солнечный свет является ключевым фактором фотосинтеза, процесса, используемого растениями и другими автотрофными организмами для преобразования световой энергии, обычно исходящей от Солнца, в химическую энергию, которая может использоваться для синтеза углеводов и для подпитки жизнедеятельности организмов.

Измерение

Исследователи могут измерить интенсивность солнечного света с помощью регистратора солнечного света, пиранометра или пиргелиометра . Для того, чтобы рассчитать количество солнечного света, достигающего земли, как эксцентричность в земной эллиптической орбите и затухание на атмосферу Земли, должны быть приняты во внимание. Внеземная солнечная освещенность ( E _ext ), скорректированная с учетом эллиптической орбиты с использованием номера дня года (dn), в хорошем приближении дается формулой

где 1 января dn = 1; 1 февраля dn = 32; 1 марта dn = 59 (кроме високосных, где dn = 60) и т. д. В этой формуле используется dn – 3, потому что в наше время перигелий Земли, наиболее близкий к Солнцу и, следовательно, максимальный E _ext происходит примерно 3 января каждого года. Значение 0,033412 определяется с учетом того, что отношение между квадратом перигелия (0,98328989 AU) и афелием (1,01671033 AU) в квадрате должно быть приблизительно 0,935338.

Постоянная солнечной освещенности ( E _sc ) равна 128 × 10 3 люкс . Прямая нормальная освещенность ( E _dn ), скорректированная с учетом ослабляющих эффектов атмосферы, определяется по формуле:

где с представляет собой атмосферное исчезновение и м является относительной оптической воздушной массой . Атмосферное вымирание привело к снижению количества люксов примерно до 100 000 люкс.

Общее количество энергии, полученной на уровне земли от Солнца в зените, зависит от расстояния до Солнца и, следовательно, от времени года. Это примерно на 3,3% выше среднего в январе и на 3,3% ниже в июле (см. Ниже). Если внеземное солнечное излучение составляет 1367 Вт на квадратный метр (значение, когда расстояние Земля-Солнце составляет 1 астрономическую единицу ), то прямой солнечный свет на поверхности Земли, когда Солнце находится в зените, составляет около 1050 Вт / м 2 , но общее количество (прямое и косвенное из атмосферы), падающее на землю, составляет около 1120 Вт / м 2 . Что касается энергии, солнечный свет на поверхности Земли составляет от 52 до 55 процентов инфракрасного (выше 700 нм ), от 42 до 43 процентов видимого (от 400 до 700 нм) и от 3 до 5 процентов ультрафиолетового (ниже 400 нм). В верхней части атмосферы солнечный свет примерно на 30% интенсивнее, имеет около 8% ультрафиолета (УФ), причем большая часть дополнительного ультрафиолета состоит из биологически разрушающего коротковолнового ультрафиолета.

Прямой солнечный свет имеет световую отдачу около 93 люмен на ватт лучистого потока . Умножение показателя 1050 ватт на квадратный метр на 93 люмена на ватт показывает, что яркий солнечный свет обеспечивает освещенность приблизительно 98 000 люкс ( люмен на квадратный метр) на перпендикулярной поверхности на уровне моря. Освещенность горизонтальной поверхности будет значительно меньше, если Солнце находится не очень высоко в небе. В среднем за день наибольшее количество солнечного света на горизонтальной поверхности приходится на январь на Южном полюсе (см. Инсоляцию ).

Разделив энергетическую яркость 1050 Вт / м 2 на размер солнечного диска в стерадианах, мы получим среднюю яркость 15,4 МВт на квадратный метр на стерадиан. (Однако яркость в центре солнечного диска несколько выше, чем в среднем по всему диску из-за потемнения к краю .) Умножение этого на π дает верхний предел освещенности, которую можно сфокусировать на поверхности с помощью зеркал: 48,5 МВт / м 2 .

Состав и мощность

Спектр солнечного излучения Солнца близок к спектру черного тела с температурой около 5.800 K . Солнце испускает электромагнитное излучение в большей части электромагнитного спектра . Хотя Солнце производит гамма-лучи в результате процесса ядерного синтеза, внутреннее поглощение и термализация преобразуют эти фотоны сверхвысокой энергии в фотоны более низкой энергии, прежде чем они достигнут поверхности Солнца и испускаются в космос. В результате Солнце не испускает гамма-лучи в результате этого процесса, но оно испускает гамма-лучи от солнечных вспышек . Солнце также излучает рентгеновские лучи, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасный свет и даже радиоволны ; единственная прямая подпись ядерного процесса — испускание нейтрино .

Хотя солнечная корона является источником экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения, эти лучи составляют лишь очень небольшую часть выходной мощности Солнца (см. Спектр справа). Спектр почти всего солнечного электромагнитного излучения, падающего на атмосферу Земли, составляет от 100 нм до примерно 1 мм (1000000 нм). Эту полосу значительной мощности излучения можно разделить на пять областей в порядке возрастания длин волн :

Ультрафиолетовый C или (UVC) диапазон, который охватывает диапазон от 100 до 280 нм. Термин ультрафиолетовое излучение относится к тому факту, что излучение имеет более высокую частоту, чем фиолетовый свет (и, следовательно, также невидимо для человеческого глаза ). Из-за поглощения атмосферой очень мало достигает поверхности Земли. Этот спектр излучения обладает бактерицидными свойствами, как и в бактерицидных лампах .
Ультрафиолетовый диапазон B или (UVB) составляет от 280 до 315 нм. Он также сильно поглощается атмосферой Земли и вместе с ультрафиолетовым излучением вызывает фотохимическую реакцию, приводящую к образованию озонового слоя . Он напрямую повреждает ДНК и вызывает солнечный ожог . В дополнение к этому краткосрочному эффекту он ускоряет старение кожи и значительно способствует развитию рака кожи, но также необходим для синтеза витамина D в коже млекопитающих.
Ультрафиолетовый диапазон A или (UVA) составляет от 315 до 400 нм. Когда-то считалось, что эта повязка менее повреждает ДНК, и поэтому она используется в косметическом искусственном солярии ( солярии и солярии ) и ПУВА- терапии псориаза . Однако теперь известно, что УФА вызывает значительные повреждения ДНК косвенными путями (образование свободных радикалов и активных форм кислорода ) и может вызывать рак.
Видимый диапазон или световой диапазон от 380 до 700 нм. Как следует из названия, этот диапазон виден невооруженным глазом. Это также самый сильный выходной диапазон из полного спектра излучения Солнца.

Инфракрасный диапазон от 700 до 1 000 000 нм (1 мм ). Он составляет важную часть электромагнитного излучения, достигающего Земли. Ученые делят инфракрасный диапазон на три типа в зависимости от длины волны:

Инфракрасный-A: от 700 до 1400 нм
Инфракрасный-B: от 1400 до 3000 нм
Инфракрасный-C: от 3000 нм до 1 мм.

Опубликованные таблицы

Таблицы прямого солнечного излучения на различных склонах от 0 до 60 градусов северной широты, в калориях на квадратный сантиметр, выпущенные в 1972 году и опубликованные Тихоокеанской Северо-западной экспериментальной станцией по лесам и диапазонам лесной службы Министерства сельского хозяйства США, Портленд, Орегон, США. появляются в сети.

Интенсивность в Солнечной системе

Различные тела Солнечной системы получают свет, интенсивность которого обратно пропорциональна квадрату их расстояния от Солнца.

Таблица, в которой сравнивается количество солнечной радиации, получаемой каждой планетой Солнечной системы в верхней части ее атмосферы:

Планета или карликовая планета	расстояние ( AU )		Солнечная радиация (Вт / м 2 )
Планета или карликовая планета	Перигелий	Афелий	максимум	минимум
Меркурий	0,3075	0,4667	14 446	6 272
Венера	0,7184	0,7282	2 647	2,576
Земля	0,9833	1.017	1,413	1,321
Марс	1,382	1,666	715	492
Юпитер	4,950	5,458	55,8	45,9
Сатурн	9,048	10,12	16,7	13,4
Уран	18,38	20.08	4,04	3,39
Нептун	29,77	30,44	1,54	1,47
Плутон	29,66	48,87	1,55	0,57

Фактическая яркость солнечного света, наблюдаемая на поверхности, также зависит от присутствия и состава атмосферы . Например, плотная атмосфера Венеры отражает более 60% получаемого ею солнечного света. Фактическая освещенность поверхности составляет около 14 000 люкс, что сравнимо с земной «днем в пасмурных облаках».

Солнечный свет на Марсе будет более или менее похож на дневной свет на Земле в слегка пасмурный день, и, как видно на снимках, сделанных марсоходами, имеется достаточно рассеянного излучения неба, чтобы тени не казались особенно темными. Таким образом, он будет давать восприятие и «ощущения» очень похоже на дневной свет Земли. Спектр на поверхности немного краснее, чем на Земле, из-за рассеяния красноватой пылью в атмосфере Марса.

Для сравнения, солнечный свет на Сатурне немного ярче солнечного света Земли на среднем закате или восходе солнца ( сравнительную таблицу см. В дневном свете ). Даже на Плутоне солнечный свет по-прежнему будет достаточно ярким, чтобы почти соответствовать средней гостиной. Чтобы увидеть солнечный свет на Земле тусклым, как полная луна , необходимо расстояние около 500 а.е. (

69 световых часов ); только несколько объектов в Солнечной системе были обнаружены, которые, как известно, вращаются по орбите дальше такого расстояния, среди них 90377 Седна и (87269) 2000 OO 67 .

Вариации солнечной освещенности

Сезонная и орбитальная вариация

На Земле солнечное излучение изменяется в зависимости от угла наклона Солнца над горизонтом, с большей продолжительностью солнечного света на высоких широтах летом и с отсутствием солнечного света зимой вблизи соответствующего полюса. Когда прямое излучение не блокируется облаками, оно воспринимается как солнечный свет . Нагревание земли (и других объектов) зависит от поглощения электромагнитного излучения в виде тепла .

Количество радиации, перехватываемой планетным телом, обратно пропорционально квадрату расстояния между звездой и планетой. Земли орбиты и наклонение изменение с течением времени ( в течение тысяч лет), иногда образуя почти идеальный круг, а в других протянув к эксцентриситета орбиты 5% ( в настоящее время 1,67%). При изменении эксцентриситета орбиты среднее расстояние от Солнца ( большая полуось существенно не меняется, поэтому общая инсоляция в течение года остается почти постоянной из-за второго закона Кеплера ,

где — инвариант «площадной скорости». То есть интегрирование по орбитальному периоду (также инвариантное) является постоянным. А

Если мы примем мощность солнечного излучения P как постоянную во времени и солнечное излучение, заданное законом обратных квадратов, мы также получим среднюю инсоляцию как постоянную.

Но сезонное и широтное распределение и интенсивность солнечного излучения, получаемого на поверхности Земли, действительно различаются. Влияние угла Солнца на климат приводит к изменению солнечной энергии летом и зимой. Например, на широте 65 градусов это значение может отличаться более чем на 25% в результате изменения орбиты Земли. Поскольку изменения зимой и летом имеют тенденцию компенсироваться, изменение среднегодовой инсоляции в любом данном месте близко к нулю, но перераспределение энергии между летом и зимой сильно влияет на интенсивность сезонных циклов. Такие изменения, связанные с перераспределением солнечной энергии, считаются вероятной причиной наступления и исчезновения недавних ледниковых периодов (см. Циклы Миланковича ).

Изменение солнечной интенсивности

Космические наблюдения солнечной радиации начались в 1978 году. Эти измерения показывают, что солнечная постоянная непостоянна. Он варьируется во многих временных масштабах, включая 11-летний солнечный цикл солнечных пятен. Если вернуться в прошлое, нужно полагаться на реконструкцию освещенности с использованием солнечных пятен за последние 400 лет или космогенных радионуклидов за последние 10 000 лет. Такие реконструкции были сделаны. Эти исследования показывают, что в дополнение к изменению интенсивности солнечного излучения в зависимости от солнечного цикла (цикл (Швабе)), солнечная активность изменяется с более длинными циклами, такими как предлагаемый 88-летний ( цикл Глейсберга ), 208-летний ( цикл ДеВриза ) и 1000- летний период. год ( вихревой цикл ).

Солнечное излучение

Солнечная постоянная

Солнечной постоянной является мерой плотности потока, является количество поступающего солнечного электромагнитного излучения на единицу площади, которое было бы падает на плоскости, перпендикулярной к лучам, на расстоянии одной астрономической единицы (АС) (примерно среднее расстояние от Солнце к Земле). «Солнечная постоянная» включает все виды солнечного излучения, а не только видимый свет . Предполагалось, что его среднее значение составляет приблизительно 1366 Вт / м 2 , незначительно варьируя в зависимости от солнечной активности, но недавние повторные калибровки соответствующих спутниковых наблюдений показывают, что значение, близкое к 1361 Вт / м 2, является более реалистичным.

Общее солнечное излучение (TSI) и спектральное солнечное излучение (SSI) на Земле

С 1978 года в ходе серии частично совпадающих спутниковых экспериментов НАСА и ЕКА было измерено общее солнечное излучение (TSI) — количество солнечной радиации, полученной в верхних слоях атмосферы Земли — как 1,365 киловатт на квадратный метр (кВт / м 2 ). Наблюдения TSI продолжаются спутниковыми экспериментами ACRIMSAT / ACRIM3, SOHO / VIRGO и SORCE / TIM. Наблюдения показали изменение TSI во многих временных масштабах, включая солнечный магнитный цикл и множество более коротких периодических циклов. TSI обеспечивает энергию, которая управляет климатом Земли, поэтому продолжение базы данных временных рядов TSI имеет решающее значение для понимания роли солнечной изменчивости в изменении климата.

С 2003 года монитор спектральной освещенности (SIM) SORCE отслеживает спектральную солнечную освещенность (SSI) — спектральное распределение TSI. Данные показывают, что SSI на длине волны УФ (ультрафиолета) менее четко и, вероятно, более сложным образом соответствует реакции климата Земли, чем предполагалось ранее, что способствует широкому развитию новых исследований в области «связи Солнца и стратосферы, тропосферы, биосферы и т. Д. океан и климат Земли «.

Освещение поверхности и спектр

Спектр освещения поверхности зависит от высоты Солнца из-за атмосферных эффектов, при этом синий спектральный компонент преобладает в сумерках до и после восхода и заката, соответственно, а красный — во время восхода и захода солнца. Эти эффекты очевидны при фотографии с естественным освещением, где основным источником освещения является солнечный свет, опосредованный атмосферой.

Хотя цвет неба обычно определяется рассеянием Рэлея, исключение случается на закате и в сумерках. «Предпочтительное поглощение солнечного света озоном на длинных трассах горизонта придает зенитному небу голубизну, когда солнце приближается к горизонту».

См. Раздел » Рассеянное излучение неба» для получения более подробной информации.

Спектральный состав солнечного света у поверхности Земли

Можно сказать, что Солнце освещает, что является мерой света в определенном диапазоне чувствительности. Многие животные (в том числе люди) имеют диапазон чувствительности приблизительно 400–700 нм, и при оптимальных условиях поглощение и рассеяние атмосферой Земли создает освещение, которое приблизительно равно источнику света с одинаковой энергией для большей части этого диапазона. Например, полезный диапазон для цветового зрения человека составляет приблизительно 450–650 нм. Помимо эффектов, возникающих на закате и восходе солнца, спектральный состав изменяется в первую очередь в зависимости от того, как прямой солнечный свет может освещать. Когда освещение непрямое, рэлеевское рассеяние в верхних слоях атмосферы приводит к преобладанию синей длины волны. Водяной пар в нижних слоях атмосферы вызывает дальнейшее рассеяние, а частицы озона, пыли и воды также поглощают волны определенной длины.

Жизнь на Земле

Существование почти всей жизни на Земле поддерживается солнечным светом. Большинство автотрофов, таких как растения, используют энергию солнечного света в сочетании с углекислым газом и водой для производства простых сахаров — процесс, известный как фотосинтез . Эти сахара затем используются в качестве строительных блоков и в других синтетических путях, которые позволяют организму расти.

Гетеротрофы, такие как животные, косвенно используют солнечный свет, потребляя продукты автотрофов, либо потребляя автотрофов, либо потребляя их продукты, либо потребляя других гетеротрофов. Сахара и другие молекулярные компоненты, производимые автотрофами, затем расщепляются, высвобождая накопленную солнечную энергию и давая гетеротрофу энергию, необходимую для выживания. Этот процесс известен как клеточное дыхание .

В доисторические времена люди начали расширять этот процесс, применяя растительные и животные материалы для других целей. Они использовали шкуры животных для тепла, например, или деревянное оружие для охоты. Эти навыки позволили людям собирать больше солнечного света, чем это было возможно только за счет гликолиза, и человеческое население начало расти.

Во время неолитической революции одомашнивание растений и животных еще больше увеличило доступ человека к солнечной энергии. Поля, предназначенные для выращивания сельскохозяйственных культур, были обогащены несъедобными растительными веществами, обеспечивающими сахар и питательные вещества для будущих урожаев. Животные, которые раньше давали людям только мясо и инструменты после того, как их убивали, теперь использовались для работы на протяжении всей их жизни, питаясь травами, несъедобными для человека. Ископаемое топливо — это остатки древней растительной и животной материи, образовавшиеся с использованием энергии солнечного света, а затем оставшиеся на Земле в течение миллионов лет.

Культурные аспекты

Эффект солнечного света имеет отношение к живописи, что подтверждается, например, работами Эдуарда Мане и Клода Моне над пейзажами и пейзажами.

Многие люди считают, что прямой солнечный свет слишком яркий для комфорта, особенно при чтении с белой бумаги, на которую прямо светит солнечный свет. Действительно, прямой взгляд на Солнце может нанести долговременный ущерб зрению. Чтобы компенсировать яркость солнечного света, многие люди носят солнцезащитные очки . Автомобили, многие шлемы и кепки оснащены козырьками, которые закрывают прямой обзор Солнца, когда оно находится под низким углом. Солнечный свет часто блокируется от проникновения в здания за счет использования стен, оконных жалюзи, навесов, ставен, занавесок или ближайших тенистых деревьев . Воздействие солнечного света необходимо биологически для образования в коже витамина D, жизненно важного соединения, необходимого для укрепления костей и мышц тела.

В более холодных странах многие люди предпочитают более солнечные дни и часто избегают тени . В более жарких странах верно обратное; в полдень многие люди предпочитают оставаться дома, чтобы сохранять прохладу. Если они действительно выходят на улицу, они ищут тени, которую могут обеспечить деревья, зонтики и т. Д.

Во многих мировых религиях, таких как индуизм, Солнце считается богом, поскольку оно является источником жизни и энергии на Земле. Это также легло в основу религии в Древнем Египте .

Солнечные ванны

Загорать — это популярный вид досуга, когда человек сидит или лежит под прямыми солнечными лучами. Люди часто загорают в удобных местах, где много солнечного света. Некоторые общие места для принятия солнечных ванн включают пляжи, открытые бассейны, парки, сады и тротуарные кафе . Загорающие обычно носят ограниченное количество одежды, а некоторые просто раздеваются . Для некоторых альтернативой солнечным ваннам является использование солярия, излучающего ультрафиолетовый свет, который можно использовать в помещении независимо от погодных условий. Солярии запрещены в ряде штатов мира.

Для многих людей со светлой кожей одной из целей принятия солнечных ванн является затемнение цвета кожи (получение солнечного загара), поскольку в некоторых культурах это считается привлекательным и ассоциируется с активным отдыхом, отпуском / отпуском и здоровьем. Некоторые люди предпочитают загорать обнаженными, чтобы получить «полный» или «ровный» загар, иногда как часть определенного образа жизни.

Контролируемая гелиотерапия или солнечные ванны использовались для лечения псориаза и других заболеваний.

Загар кожи достигается за счет увеличения темного пигмента внутри клеток кожи, называемых меланоцитами, и представляет собой автоматический механизм реакции организма на достаточное воздействие ультрафиолетового излучения от Солнца или искусственных солнечных лучей. Таким образом, загар постепенно исчезает со временем, когда человек больше не подвергается воздействию этих источников.

Влияние на здоровье человека

Ультрафиолетовое излучение солнечного света имеет как положительные, так и отрицательные последствия для здоровья, так как она является и основным источником витамина D ₃ и мутагенов . Пищевая добавка может поставлять витамин D без этого мутагенного эффекта, но обходит естественные механизмы, которые могли бы предотвратить передозировку витамина D, вырабатываемого внутри от солнечного света. Витамин D имеет широкий спектр положительных эффектов для здоровья, включая укрепление костей и, возможно, подавление роста некоторых видов рака. Воздействие солнца также связано с синхронизацией синтеза мелатонина, поддержанием нормальных циркадных ритмов и снижением риска сезонного аффективного расстройства .

Длительное воздействие солнечного света, как известно, связаны с развитием рака кожи, старение кожи, ослабление иммунной системы, а также заболеваний глаз, таких как катаракта и дегенерация желтого пятна . Кратковременное чрезмерное воздействие является причиной солнечных ожогов, снежной слепоты и солнечной ретинопатии .

Ультрафиолетовые лучи, а следовательно, и солнечный свет, и солнечные лампы — единственные перечисленные канцерогены, которые, как известно, обладают пользой для здоровья, и ряд организаций общественного здравоохранения заявляют, что необходимо соблюдать баланс между рисками, связанными с чрезмерным или недостаточным солнечным светом. Существует общее мнение, что всегда следует избегать солнечных ожогов.

Эпидемиологические данные показывают, что люди, которые больше подвергаются солнечному свету, имеют меньшее артериальное давление и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Хотя солнечный свет (и его ультрафиолетовые лучи) являются фактором риска рака кожи, «избегание солнца может принести больше затрат, чем пользы для хорошего здоровья в целом». Исследование показало, что нет никаких доказательств того, что ультрафиолет сокращает продолжительность жизни в отличие от других факторов риска, таких как курение, алкоголь и высокое кровяное давление.

Влияние на геномы растений

Повышенные дозы солнечного УФ- B увеличивают частоту рекомбинации ДНК у растений Arabidopsis thaliana и табака ( Nicotiana tabacum ). Это увеличение сопровождается сильной индукцией фермента, играющего ключевую роль в рекомбинационной репарации повреждений ДНК. Таким образом, уровень земного солнечного УФ-В излучения, вероятно, влияет на стабильность генома растений.

Солнце

Солнце принадлежит к первому типу

Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется

Сравнительные размеры Солнца при наблюдении из окрестностей хорошо известных тел Солнечной системы

Солнце является молодой звездой третьего поколения (популяции I) с высоким содержанием металлов, то есть оно образовалось из останков звёзд первого и второго поколений (соответственно популяций III и II).

Текущий возраст Солнца (точнее — время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью

Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием Ссылки [ ]

Солнце

Меркурий • Венера • Земля • Марс • Церера • Юпитер • Сатурн • Уран • Нептун • Плутон • Претенденты: Седна • Орк • Квавар • Крупные

Какую освещенность создает солнце на поверхности земли

О., создаваемая точечным источником с силой света I, зависит от расстояния r до источника и от угла i между нормалью к освещаемой поверхности и направлением на источник: E=Icosi/r 2 . О. поверхности на Земле, создаваемая Солнцем, составляет ок. 10 5 люкс (когда поверхность перпендикулярна солнечным лучам), от полной Луны О. 0,25 люкс, от всего ночного неба люкс.

В астрономии мерой О. обычно служит видимая звездная величина источника. О., соответствующая звездной величине источника m_V= 0 (за пределами атмосферы), равна люкс.

Похожие публикации:

Hall ic test samsung что это

Автомат на холодильник сколько ампер

Вылетел выключатель света как поставить

Как звук передается по проводам

Какую освещенность создает солнце на поверхности земли

Глава 16. СОЛНЦЕ И ЗВЕЗДЫ

В этой главе мы рассмотрим строение Солнца и звезд, а также их основные характеристики.

§ 120 СОЛНЦЕ

Основные характеристики Солнца. Солнце — лишь одна из бесчисленного множества звезд, существующих в природе. Благодаря близости Земли к Солнцу мы имеем возможность изучать происходящие на нем процессы и по ним судить об аналогичных процессах в звездах, непосредственно не видимых из-за колоссального их удаления.

Шарообразное Солнце представляется нам светящимся диском. Видимая поверхность Солнца называется фотосферой, ее радиус считается радиусом Солнца. На среднем расстоянии от Солнца до Земли (а₀ = 1 а. е.), угол, под которым виден радиус фотосферы = 16′, поэтому линейный радиус Солнца R = а₀ • sin = 1,5 • 10 8 км • 0,00465 = 700 000 км, что в 109 раз превышает радиус Земли.

Масса Солнца определяется по движению Земли вокруг Солнца и третьему обобщенному закону Кеплера, согласно которому (если пренебречь массой планеты по сравнению с массой Солнца М )

В этой формуле а = а₀, G = 6,67 • 10 -11 м 3 /кг • c 2 — гравитационная постоянная, Т = T₀ = 365,25 сут. — период обращения Земли вокруг Солнца. Так как 1 сут. 1440 мин = 86 400 с, то Т₀ = 365,25 • 86 400 = 3,2 • 10 7 с.

Ускорение свободного падения на поверхности Солнца в 28 раз больше, чем на поверхности Земли, и равно 274 м/с 2 .

На фотографических снимках Солнца часто нидмы темные пятна, возникающие в его фотосфере. Если и течение нескольких дней следить за пятнами, то можно заметить их перемещение, что указывает на вращение солица вокруг оси. Такие наблюдения показали, что солнце вращается не как твердое тело. Период его обращения вокруг оси вблизи экватора составляет 25 сут., а вблизи полюса — 30 сут. Линейная скорость вращения Солнца на экваторе составляет 2 км/с.

Измерение освещенности, которую создает Солнце на Земле, показало, что на земную поверхность площадью в 1 м 2 , расположенную перпендикулярно к солнечным лучам, ежесекундно поступает от Солнца энергия, равная 1370 Дж. Эта величина получила название солнечной постоянной E = 1,37 кВт/м 2 . По ней нетрудно рассчитать светимость Солнца L , или мощность солнечного излучения — энергию, излучаемую Солнцем за 1 с со всей его поверхности. Для этого достаточно умножить солнечную постоянную на площадь поверхности сферы, в центре которой находится Солнце, радиус которой равен расстоянию от Земли до Солнца а₀ = 1,5 • 10 11 м. Так как площадь поверхности сферы радиусом а₀ равна S = 4 R 2 , где = 3,14, то светимость Солнца

На долю Земли приходится всего лишь одна двухсотмиллиардная доля энергии, излучаемой Солнцем, но и ее достаточно для расцвета и многообразия жизни на нашей планете.

Судить о температуре Солнца (и звезд) мы можем только по его (их) излучению. Солнце является источником излучения различных длин волн — от длинноволнового радио- до коротковолнового рентгеновского и гамма-излучения. На рисунке XIII цветной вклейки показан наблюдаемый спектр Солнца в видимом диапазоне длин волн, полученный с помощью спектрографа. На нем мы видим, что на фоне непрерывного спектра (цветная радуга) видны линии поглощения различных химических элементов.

По наличию спектральных линий астрономы определяют химический состав Солнца. Оказалось, что Солнце почти на 71% состоит из водорода, 27% составляет гелий, на остальные химические элементы приходится около 2% массы.

Астрономы предполагают, что излучение Солнца близко по своим характеристикам к излучению абсолютно черного тела, законы излучения которого хорошо известны.

Согласно закону Вина длина волны, на которую приходится максимум излучения нагретого тела _max, связана с температурой Т формулой

Желтый цвет Солнца указывает на то, что максимум его излучения приходится на длину волны _max = 4,8 • 10 -7 м, следовательно, температура Солнца должна быть

Другой метод оценки температуры основан на законе Стефана — Больцмана, который гласит: мощность излучения с квадратного метра поверхности абсолютно черного тела i пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры Т, т. е.

Отсюда следует, что температура солнечной фотосферы

Подставляя в эту формулу указанные выше значения, получим, что T = 5800 К, что мало отличается от результата, полученного по закону Вина. Обычно среднюю температуру солнечной фотосферы считают близкой к 6000 К.

Строение солнечной атмосферы. Все виды излучений, которые мы воспринимаем от Солнца, образуются в его самых верхних слоях, в атмосфере. Самый глубокий и плотный слой атмосферы — фотосфера — имеет толщину около 200 км, плотность вещества в ней составляет 10 -5 кг/м 3 , что значительно меньше плотности земной атмосферы. Несмотря на малое значение толщины и плотности, фотосфера непрозрачна для всех видов излучений, образующихся в более глубоких слоях Солнца, поэтому мы не можем заглянуть в его подфотосферные слои.

В фотосфере видна зернистая структура, получившая название грануляции (рис. VI на цветной вклейке). Характерные угловые размеры гранул, напоминающих по виду рисовые зерна, составляют 1—2′, но линейные их размеры достигают тысяч и более километров. Наблюдения показывают, что грануляция находится в непрерывном движении и изменении. Гранулы живут от 5 до 10 мин, а потом на их месте появляются новые. В центре более яркой и горячей части гранулы происходит подъем из-под фотосферы более горячего вещества и опускание под фотосферу более темного и холодного вещества, окаймляющего гранулу. Скорость подъема и опускания газа составляет около 1 км/с, а разница между температурой горячего и холодного вещества близка к 300 К. Таким образом, грануляция на Солнце указывает на то, что энергия в фотосферу поступает из более глубоких и горячих слоев Солнца путем конвекции.

На ярком фоне фотосферы наблюдаются темные пятна. Па рисунке VI цветной вклейки показан участок фотосферы с пятном. Размеры солнечных пятен могут превышать 10 000 км! Такие крупные пятна хорошо видны даже невооруженным глазом (конечно, только сквозь темный светофильтр).

На фоне ослепительно яркой фотосферы пятно кажется нам черным. Однако измерения показали, что яркость пятен в 5—10 раз меньше яркости окружающей фотосферы, а их реальный цвет — красноватый. По этим измерениям оказалось, что температура пятен около 4000 К.

Наблюдения показали наличие сильного магнитного поля в пятнах. В некоторых пятнах магнитная индукция достигает 0,5 Тл, в то время как в среднем в фотосфере она составляет 10 -4 —10 -5 Тл.

На рисунке IX цветной вклейки показана фотография Солнца, полученная во время полного солнечного затмения. На снимке хорошо видна внешняя часть солнечной атмосферы — корона, имеющ;ая вид лучистого жемчужного сияния, яркость которого в миллион раз меньше яркости фотосферы. Солнечная корона прослеживается до расстояний в десять и более радиусов Солнца.

Солнечная корона нагрета до температуры около 2 • 10 6 К. При такой температуре вещество короны представляет собой полностью ионизованную плазму, излучающую в рентгеновском диапазоне. И действительно, при наблюдениях в рентгеновские телескопы, которые установлены на космических астрономических обсерваториях за пределами земной атмосферы, солнечная корона представляется в полной красе, в то время как поверхность Солнца (фотосфера) практически не видна.

Во время полных солнечных затмений на краю Солнца, во внутренних слоях солнечной короны, наблюдаются протуберанцы — струи горячего вещества, имеющие вид выступов и фонтанов. Некоторые из них — спокойные протуберанцы — в течение многих часов висят над солнечной поверхностью, другие — эруптивные (взрывные) — внезапно с огромной скоростью взлетают над поверхностью, быстро поднимаются до высоты в десятки и даже сотни тысяч километров и так же быстро падают вниз.

Из короны в межпланетное пространство истекает непрерывный поток частиц (протонов, ядер гелия, ионов, электронов), называемый солнечным ветром. Частицы солнечного ветра покидают солнечную корону со скоростью около 800 км/с, поэтому солнечное притяжение не может их удержать. Вблизи Земли скорость солнечного ветра достигает 500 км/с.

Солнечная активность. Количество солнечных пятен ме няется с периодом около 11 лет. На рисунке 16.1 показано наблюдаемое изменение числа пятен на Солнце с начала XVII в. Когда наблюдается максимальное число пятен, то говорят о максимуме солнечной активности. В годы максимума солнечной активности значительно возрастает число мощных протуберанцев, в такт с солнечной активностью меняется и форма солнечной короны. Одним из самых значительных проявлений солнечной активности являются солнечные вспышки, во время которых выделяется колоссальная энергия — в течение десятка минут выделяется энергия до 10 25 Дж. Наблюдения со спутников установили, что во время солнечных вспышек происходит резкое увеличение ультрафполетового излучения, появляется мощное рентгеновское и гамма-излучение. Датчики быстрых заряженных частиц, установленные на искусственных спутниках, показали, что при мощных солнечных вспышках в межпланетное пространство выбрасываются с огромными скоростями, иногда доходящими до 100 000 км/с, мириады частиц, обладающих большой кинетической энергией и получивших название солнечных космических лучей. Их основной состав ядра атомов водорода, гелия, а также электроны.

Вспышки и другие проявления солнечной активности оказывают значительное влияние на физические условия в земной атмосфере и околоземном космическом пространстве и, как следствие, на биологические явления.

Астрономы не только взвесили Солнце, но и измерили температуру его поверхности и светимость. Наземные и космические исследования позволили изучить солнечную атмосферу и обнаружить проявления солнечной активности.

1. Какую освещенность создает Солнце на поверхности Земли (солнечная постоянная)!
2. Что указывает на существование конвекции внутри Солнца!
3. Чему равен период солнечной активности и как она себя проявляет!

Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.

_{Учебники и книги по всему предметам, домашняя работа, онлайн библиотеки книжек, планы конспектов уроков по физике, рефераты и конспекты уроков по физике для 11 класса скачать}

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Похожие публикации:

Как работать в adobe after effects

Как дублировать фото на айфоне

Как назвать канал по другому

Как сцепить столбцы в power query