Энергия Солнца - Солнце и его влияние на Землю
Благодаря сочетанию сверхвысоких давлений и температур в центральной области Солнца происходят ядерные реакции, при которых выделяется огромное количество энергии. Среднее количество вырабатываемой при ядерных реакциях энергии в расчете на грамм вещества в секунду составляет 1,92 эрг. Часть этой энергии идет на поддержание в центральной области сверхвысоких температур, необходимых для ядерных реакций, а остальная излучается Солнцем в межпланетное пространство. Мощность общего излучения Солнца 3,831026 Вт, из которых на Землю попадает Около 2,1017 Вт, т. е. приблизительно одна двухмиллиардная часть. С 1 см2 поверхности Солнца в 1 сек. излучается энергии 6000 Вт. Излучаемый Солнцем поток энергии уносит ежегодно 1,41013 т вещества. И хотя эта величина, по нашим понятиям, огромна, по сравнению с массой светила она ничтожна: потребуется невероятно огромное время, чтобы Солнце израсходовало на излучение энергии все свое вещество и, таким образом, перестало бы существовать. Но до такого состояния Солнце далеко - приблизительно 10 млрд. лет.
А. Б. Северный дает такое интересное сопоставление огромной мощности излучаемой Солнцем энергии с эффектом ее использования: "Ежесекундно теряемой Солнцем лучистой энергии достаточно, чтобы в течение часа растопить и довести до кипения 2,5 биллиона км3 льда, т. е. растопить слой льда вокруг Земли толщиной более 1000 км." Исходящее из центральной области Солнца излучение, по мере движения к внешним сферам, перестраивается из коротковолнового в длинноволновое. Если в центре присутствуют обычные Х-лучи, гамма-излучение и рентгеновское, то в средних слоях солнечного шара преобладают ультрафиолетовые лучи, а в излучающей поверхности Солнца (в фотосфере) они оказываются трансформированными уже в волны светового диапазона излучения. В соответствии с диапазоном длин излучаемых поверхностью Солнца (фотосферой) ее температура принимается равной 5600 К.
Солнце генерирует и отпускает в космическое пространство два основных потока энергии - электромагнитное излучение, или солнечную радиацию, и корпускулярное излучение, или Солнечный ветер. Энергетические потоки обладают высокой мощностью в пределах близко расположенных от светила космических тел.
И, наоборот, до далеких от Солнца тел потоки энергии доходят сильно ослабленными, а потому их значение в энергетическом балансе планет становится меньшим. Тем не менее, тепловое поле поверхности всех планет Солнечной системы создается почти исключительно солнечной радиацией, так как приход эндогенной энергии планет к поверхности крайне незначителен и многими природоведами применительно к Земле игнорируется. Вот почему для планет внутренней группы - Меркурия, Венеры и Марса - значение солнечной энергии особенно велико.
Что представляет собой солнечная радиация.
Согласно современной квантовой теории, излучение электромагнитной энергии Солнца, в том числе и света, происходит не непрерывно, а порциями - квантами. Каждый квант несет определенную энергию. Она измеряется обычно электрон-вольтами (эВ). Электрон-вольт - это количество энергии, которое приобретает свободный электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов в 1 вольт (В). Электрон-вольт равен 1, 6. 10 - 19 Дж. Солнечные кванты могут иметь самую различную энергию - от миллионов электрон-вольт до миллионных долей электрон-вольта. Иначе говоря, кванты электромагнитного излучения могут различаться по энергии в миллиарды раз! Электромагнитное излучение имеет волновой характер. Каждому кванту с определенной энергией свойственна волна излучения определенной длины. Электромагнитное излучение можно характеризовать не только в квантах разной мощности, но и в соответствующих им длинах волн. Они измеряются в разных единицах длины: короткие волны квантов большой энергии - ангстремами (А), что составляет 1/100 млн. часть сантиметра (10-8 См). Например, кванту с энергией в 1эВ соответствует длина волны ??л = 12400 А. Более длинные волны измеряются последовательно - миллиметрами, сантиметрами, дециметрами, метрами и километрами. Имеются и промежуточные единицы - микрометры (мкм) = 104 А.
Совокупность всех видов квантов, расположенных последовательно с возрастанием их энергии, называется спектром электромагнитного излучения Солнца. Соответственно спектр солнечной радиации можно выразить через волны различной длины. Непрерывный спектр электромагнитного излучения условно разделен по длине волн на диапазоны: гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое; все это ультракоротковолновая радиация, характеризующаяся высокими значениями энергии и не восприятием ее человеческим глазом. Далее следует оптический, или световой, диапазон. За ним опять идут два невидимых диапазона электромагнитных волн - инфракрасные и радиоволны.
Распределение энергии по спектру неравномерное. На всю коротковолновую часть спектра - от длин волн менее одного ангстрема до приблизительно 4000 А, т. е. на гамма - лучи, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, - приходится только 7% энергии солнечной радиации. На оптический диапазон спектра - электромагнитные волны в интервале длин 4000 - 7600 А - приходится 48% энергии. Именно к оптическому диапазону приурочен максимум излучения, соответствующий сине-зеленому интервалу световой гаммы излучения. Остальные 45% энергии солнечной радиации содержатся в основном в инфракрасном излучении - в волнах длиннее 7600 А; из этого количества энергии лишь незначительная часть приходится на радиоизлучение. Волны электромагнитного излучения в зависимости от своей длины и соответственно энергии обладают многими индивидуальными свойствами, что имеет большое значение для формирования природных условий на планетах.
Наибольшей проницаемостью обладают самые длинные волны - радиоволны. Ни одна даже самая плотная атмосфера не является для них непреодолимым препятствием, в то время как волны всех других диапазонов на разных высотных уровнях могут полностью поглощаться атмосферами. Поскольку радиоволны свободно проникают через газовые среды, с их помощью можно изучать поверхность многих небесных тел, куда лучи светового диапазона из-за атмосферы проникнуть не могут. Необыкновенно плотная атмосфера Венеры не позволяет пользоваться оптическими средствами для знакомства с ее поверхностью. Используя радиоволны (применяя радиолокации), ученые изучают рельеф поверхности планеты.
Что представляет собой корпускулярное излучение.
Это поток плазмы - раскаленного ионизированного газа солнечной короны, температура которого оценивается в 1 млн. градусов. Термин "корпускулярное излучение" означает, что унос от Солнца вещества - ионизированного газа - осуществляется не как непрерывный процесс, а происходит некоторыми порциями, или частицами, - корпускулами. Основу плазменного потока составляют ядра водорода, в меньшей степени - гелия, других элементов, а также электроны. Поток энергии в межпланетной среде можно представить себе как распространение газа от места его генерации и концентрации (солнечная корона) к вакууму. При этом сила притяжения Солнца с увеличением расстояния ослабевает. Именно благодаря указанным причинам поток плазмы в процессе движения увеличивает свою скорость от десятков километров в секунду вблизи солнечной короны до 500 км/сек на расстоянии земной орбиты. Энергия потока на этом расстоянии определена в 4104 эрг/см2 сек.
Ионизированный газ корпускулярного излучения, непрерывно испускаемый солнечной короной, постепенно ослабевая в своей мощности по мере движения к периферии Солнечной системы, заполняет все межпланетное пространство. Более того, в сильно ослабленном расстоянием потоке он проникает и в межзвездное пространство. Одной из характерных особенностей солнечного ветра является присущее ему магнитное поле. Те планеты, которые не имеют своего магнитного поля (Луна, Венера), позволяют солнечному ветру беспрепятственно проникать через атмосферу (где она имеется) до их поверхности и на атомарном уровне взаимодействовать с ее веществом. Иначе происходит, если у планеты есть сильное магнитное поле. Ярким примером сказанного может служить Земля, где процесс взаимодействия магнитных полей хорошо изучен. Сильное магнитное поле планеты препятствует проникновению потока плазмы к ее поверхности.
Похожие статьи
-
Солнечная энергия. Солнечная радиация - Солнце и Солнечная система
Благодаря сочетанию сверхвысоких давлений и температур в центральной области Солнца происходят ядерные реакции, при которых выделяется огромное...
-
Солнце - источник энергии! - Солнце
О солнце и его энергии написаны сотни книг. О нем пишут физики и химики, астрономы и астрофизики, географы и геологи, биологи и инженеры. И в этом нет...
-
О солнце и его энергии написаны сотни книг. О нем пишут физики и химики, астрономы и астрофизики, географы и геологи, биологи и инженеры. И в этом нет...
-
КАК СОЛНЦЕ ВЛИЯЕТ НА ЗЕМЛЮ - Солнце, его строение и особенности
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы возможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце - главный (хотя и...
-
Строение Солнца - Солнце и его влияние на Землю
Солнце имеет атмосферу . Нижний слой солнечной атмосферы называется фотосферой. Температура фотосферы составляет примерно 5800 К. Солнечные пятна -...
-
Вспышки на Солнце и их воздействие на Землю - Физика солнечных явлений
В процессе развития активной области иногда возникают ситуации, при которых возможна быстрая перестройка ("перезамыкание") магнитных полей. Эта...
-
Солнечно-земные связи - Солнце и его влияние на Землю
Изучение истории Земли показывает, что наша планета в течение миллиардов лет получала от Солнца столько же тепла и света, сколько получает и теперь. Это...
-
Излучения Солнца - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие - постоянную и переменную. Во время сильных солнечных вспышек радиоизлучение Солнца возрастает в тысячи и...
-
Как Солнце влияет на Землю - Солнце
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце - главный (хотя и...
-
Строение Солнца - Солнечно-земные связи и их влияние на человека
Солнце состоит из: 1) Короны 2) Фотосферы 3) Хромосферы 4) Ядра 5) Зоны лучистой передачи энергии 6) Конвективной зоны Фотосфера - Яркая, светящаяся...
-
Введение, Исория наблюдений - Солнце и его влияние на Землю
Каждому наверняка известно, что на Солнце нельзя смотреть невооруженным глазом, а тем более в телескоп без специальных, очень темных светофильтров или...
-
Солнечные пятна - Солнце и его влияние на Землю
Солнечный пятна - это темные образования, состоящие, как правило, из более темного дра (тени) и окружающей его полутени. Диаметры пятен достигают двухсот...
-
Наблюдение Венеры, Вид с Земли, Прохождение по диску Солнца - Планеты земной группы. Венера
Вид с Земли Венеру легко распознать, так как по блеску она намного превосходит самые яркие звезды. Отличительным признаком планеты является ее ровный...
-
Энергия солнечного света - Солнце
Электромагнитное излучение подвергается строгому отбору в земной атмосфере. Она прозрачна только для видимого света и ближних ультрафиолетового и...
-
Вступление - Солнце и его влияние на Землю
"О Солнце! Без тебя не стало б в мире жизни, Не стало б мира самого!" Эдмонд Ростан Земля это планета Солнечной системы. Центральным и главным ее телом...
-
Солнечная активность - Солнце и его влияние на Землю
Солнечная активность - совокупность явлений, периодически возникающих в солнечной атмосфере. Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными...
-
Всегда ли Земля находится на одинаковом расстоянии от Солнца? - Место Земли в Солнечной системе
Знаете ли вы, почему зимой холодно, а летом жарко? Смена времен года вызвана изменением положения земной оси относительно Солнца. Это происходит во время...
-
Бомбардировка энергичными частицами - Солнце
Помимо непрерывно "дующего" солнечного ветра наше светило служит источником энергичных заряженных частиц (в основном протонов, ядер атомов гелия и...
-
История наблюдений Солнца - Солнце и его влияние на Землю
Еще задолго до наступления нашего научно-технического века люди наблюдали Солнце. Они знали его животворную силу, почитали и поклонялись ему как богу....
-
Как образуется кратер - Астероиды и метеориты и их влияние на поверхность Земли
Размер, радиус R Кратера, который образуется при сверхзвуковом столкновении метеорита с поверхностью, можно приближенно установить из подсчета того, на...
-
Откуда берется энергия Солнца? - Солнце
Почему Солнце светит и не остывает уже миллиарды лет? Какое "топливо" дает ему энергии? Ответы на эти вопросы ученые искали веками, и только вначале XX...
-
Довольно часто на небе появляются космические пришельцы. Их размеры исчисляются от нескольких сотен метров до тысячи километров. Это астероиды и кометы...
-
Общие сведения о Солнце - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
Солнце -- большой и массивный плазменный (плазма -- ионизированный газ) шар, являющийся динамическим центром солнечной системы и источником света и тепла...
-
Введение - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
С давних времен человечество ясно осознавало, что Солнце играет одну из главных ролей в его жизни. Необходимо было лишь понять, что Солнце является...
-
Заключение - Солнце и его влияние на Землю
На основе изученного материала можно сделать вывод о том, что ученые методом наблюдений и применяя известные физические законы получили практически все...
-
Влияние Луны на Землю - Исследование явления удаления Луны от Земли
Луна спутник земля На протяжении многих столетий человечество интересовалось Луной. Первые оптические инструменты, типа галлилеевской трубы, направленные...
-
Самая типичная звезда, Физические параметры Солнца, Внутреннее строение Солнца - Физика звезд
Физические параметры Солнца Благодаря своей близости к Земле Солнце, естественно, является наиболее изученной звездой. По всем параметрам Солнце - самая...
-
Влияние солнечной активности на растения - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
Живая природа не может существовать без света, так как солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является практически единственным источником...
-
Возмущения на Солнце (извержения, взрывы, вспышки) тотчас же оказывают действие на нервную систему людей. Более поздние исследователи данного вопроса...
-
В данной статье не оспариваются существующие научные догмы и теории, автор пробует объяснить данные природные явления с другой точки зрения. Подобные...
-
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ - Солнце, его строение и особенности
Внутреннее строение Солнца определено в предположении, что оно является сферически симметричным телом и находится в равновесии. Уравнение переноса...
-
Введение, Солнце, Характеристика - Солнечно-земные связи и их влияние на человека
Значение солнце-земных связей имеет очень большое значение для всех нас. Как оно влияет на нас? На наше самочувствие? Здоровье? Быть может оно влияет не...
-
СОЛНЕЧНАЯ КОРОНА - Солнце, его строение и особенности
Солнечная корона - самая внешняя и наиболее разреженная часть солнечной атмосферы, простирающаяся на несколько (более 10) солнечных радиусов. До 1931...
-
Влияние солнечной активности на животных - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
Еще в XIX веке учеными был проведен ряд исследований. Выяснилось, что ультрафиолетовые лучи Солнца последовательно сперва возбуждают, а затем угнетают...
-
Проблема "Солнце - Земля" - Солнце
Эта проблема, связывающая солнечную активность с ее воздействием на Землю, находится на стыке нескольких наук - астрономии, географии, биологии и...
-
Характеристика Солнца, Солнечная атмосфера - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
Солнечная атмосфера Солнечная атмосфера (впрочем, как и атмосферы других космических объектов) неоднородна и состоит из нескольких слоев. Самым глубоким...
-
О том, что на Солнце бывают пятна, люди узнали уже очень давно. В древних русских и китайских летописях, а также в хрониках других народов не редко...
-
Космический мусор - это все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить...
-
Солнечная активность - Солнце и Солнечная система
Солнечная активность - совокупность явлений, периодически возникающих в солнечной атмосфере (пятна, факелы, протуберанцы, вспышки и др.). Проявления...
-
Заключение - Зависимость биологической жизни на Земле от Солнца
Неоспоримый факт - Солнце основной источник солнца на Земле. Из первой части нашей работы мы заключили, что Солнце, а главным образом солнечная...
Энергия Солнца - Солнце и его влияние на Землю