Как слънцето нагрява земята. Слънчево семейство Защо слънцето топли
Слънцето е основният източник на живот на планетата Земя. Това е най-близката до нас звезда. Други са разположени толкова далеч, че светлината им достига до нас едва след милиони светлинни години. И ако Слънцето спре да излъчва своята енергия, целият живот на планетата определено ще умре.
Със сигурност всеки от нас поне веднъж си е задавал въпроса: „Защо всъщност през лятото се правим на слънчеви бани от слънчева светлина, но през зимата същата светлина не е в състояние дори малко да разтопи леда?“ Така че, нека го разберем.
Как работи слънцето
Изучаването на Слънцето е много трудна задача. Невъзможно е да се изпратят самолети до него, тъй като те просто ще изгорят. Но съвременната наука има много други начини да изследва обект, който е далеч, но в същото време излъчва колосална енергия. Разстоянието до Слънцето от Земята е 150 милиона километра. Именно това разстояние позволява животът на нашата планета да съществува удобно.
Диаметърът на ядрото на Слънцето достига 175 хиляди километра. Температурата вътре в звездата е 14 милиона градуса по Келвин и се причинява от термоядрени реакции. Можем да кажем, че това е един вид ядрена пещ. Цялата топлина произхожда от сърцевината на звездата, която след това преминава през няколко черупки:
- фотосферата е първият слой над ядрото, но енергията на по-дълбоките слоеве не достига тук;
- спикулите са редовни емисии от следващия слой на Слънцето;
- Короната е най-външната обвивка на звезда.
Видимата светлина и слънчевата енергия са инфрачервени лъчи и ултравиолетова светлина, както и електромагнитни вълни, радиация и рентгенови лъчи.
важно! Всички тези вълни достигат Земята и другите планети от Слънчевата система и по определен начин им влияят и особено на онези от тях, където има атмосфера.
Ефект на лъчите
Всички живи същества се влияят предимно от ултравиолетовите лъчи. Именно от тяхната интензивност озоновият слой защитава нашата планета. Ефектът на ултравиолетовите лъчи върху живите организми се проявява в следното:
- те помагат да се гарантира, че метаболитните процеси протичат в човешкото тяло;
- благодарение на това излъчване в тялото се произвежда витамин D и без него нормалният човешки живот е невъзможен;
- притокът на кръв се увеличава;
- появява се тен.
UV лъчите също имат положителен ефект върху атмосферата. Те я пречистват и я правят по-благоприятна за живот. Инфрачервените лъчи имат и термичен ефект. Благодарение на тях повърхността на Земята е топла. Но въпреки че тези лъчи влияят на атмосферата, има моменти, когато влиянието им става минимално.
През зимата слънцето топли по-малко
През зимата Слънцето не нагрява толкова силно, но това явление може да се обясни от научна гледна точка. Има намаляване на количеството слънчева топлина, достигащо до Земята, поради следните причини:
- Слънцето е разположено много ниско над хоризонта, така че лъчите преминават по-дълъг път през атмосферата;
- Сутрин и вечер по същата причина не е толкова горещо, но вечер става студено;
- студеният вятър скъсява периода на топлина, който Слънцето може да ни даде;
- През зимата дните са по-къси, а нощите по-дълги, което означава, че периодът, през който инфрачервените лъчи могат да повлияят на атмосферата, е силно намален.
Както виждаме, въпреки че слънцето грее през зимата, не можете да очаквате тен от него.
Както конвекцията, така и топлопроводимостта действат чрез частици материя. Огромните простори на космоса, разделящи Земята и Слънцето, почти не съдържат молекули, но всеки знае, че Слънцето нагрява. Този пренос на топлина се нарича радиация.Благодарение на радиацията, топлината на огъня може да се усети дори когато сте доста далеч от него. Но веднага става студено, ако някой блокира пламъка от нас. Това означава, че въздухът е бил и е останал студен, но топлината идва директно от огъня.
Смята се, че топлината в такива случаи се пренася с помощта на специални топлинни вълни, излъчвани от източник на радиация, като слънцето или огън.
Всички тела, чиято температура е над абсолютната нула, имат излъчване. Тези вълни се улавят особено добре от тъмните тела. Можем да видим само част от тези вълни, само тези, които се излъчват от много горещи тела, например Слънцето, спиралата на електрическа крушка, тлееща жарава.
Различните повърхности могат да отразяват или абсорбират тези вълни. Ако тялото абсорбира горещи вълни, то се нагрява по същия начин, по който черното яке се нагрява в слънчев ден. Ако носите сребърен костюм в същия ден, ще ви е по-студено, защото сребърната повърхност отразява много топлинни вълни. Всички тела отразяват и абсорбират топлинни вълни.
Не всички вещества са прозрачни за топлинни вълни. Водата например не пропуска топлинна радиация, но пропуска добре светлината, а йодният разтвор прави обратното. В оранжерията стъклото действа като топлинен капан, пропускайки слънчевата светлина, но не освобождавайки топлината навън.
Количеството топлина, което получаваме чрез излъчване, зависи от разстоянието. Земята получава много повече слънчева топлина, отколкото например Плутон, най-отдалечената планета в Слънчевата система. Дори Марс, следващата планета от Слънцето след Земята, получава 2 пъти по-малко топлина от Земята.
Много хора са объркани какво се случва в космоса. За да бъда честен, не много от нас са били в космоса (меко казано), а космосът за много от нас се е превърнал в девет планети в Слънчевата система и косата на Сандра Бълок („Гравитация“), която не се вее при нулева гравитация. Има поне един въпрос за космоса, на който всеки ще отговори грешно. Нека да разгледаме десет често срещани мита за космоса.
Може би един от най-старите и разпространени митове за космоса е следният: във вакуума на космоса всеки човек ще експлодира без специален скафандър. Логиката е, че тъй като там няма налягане, ще се надуем и ще се спукаме, като балон, който е надут твърде много. Може да ви изненада, но хората са много по-издръжливи от балоните. Ние не се пръсваме, когато получим инжекция, няма да избухнем и в космоса - телата ни са твърде здрави за вакуум. Малко да се надуем, това е факт. Но нашите кости, кожа и други органи са достатъчно издръжливи, за да преживеят това, освен ако някой активно не ги разкъса. Всъщност някои хора вече са преживели условия на изключително ниско налягане, докато са работили по космически мисии. През 1966 г. човек тества космически костюм и внезапно се декомпресира на 36 500 метра. Изгубил е съзнание, но не е избухнал. Той дори оцеля и се възстанови напълно.
Хората замръзват
Тази заблуда се използва често. Кой от вас не е виждал някой да се озовава извън космически кораб без костюм? Замръзва бързо и ако не се върне, се превръща в ледена висулка и изплува. В действителност се случва точно обратното. Няма да замръзнете, ако отидете в космоса, напротив, ще прегреете. Водата над източника на топлина ще се нагрее, ще се издигне, ще се охлади и ще започне отново. Но в космоса няма нищо, което да приеме топлината на водата, което означава, че охлаждането до температура на замръзване е невъзможно. Вашето тяло ще работи, за да произвежда топлина. Вярно, докато ти стане непоносимо горещо, вече ще си мъртъв.
Кръвта кипи
Този мит няма нищо общо с идеята, че тялото ви ще прегрее, ако се окажете във вакуум. Вместо това, тя е пряко свързана с факта, че всяка течност има пряка връзка с натиска на околната среда. Колкото по-високо е налягането, толкова по-висока е точката на кипене и обратно. Защото е по-лесно течността да премине в газова форма. Хората с логика могат да се досетят, че в космоса, където няма никакво налягане, течността ще кипи, а кръвта също е течност. Линията на Армстронг е мястото, където атмосферното налягане е толкова ниско, че течността ще кипи при стайна температура. Проблемът е, че докато течността кипи в космоса, кръвта няма. Други течности, като слюнка в устата, ще кипнат. Мъжът, който се декомпресира на 36 500 метра, каза, че слюнката е "сготвила" езика му. Това варене ще прилича повече на сушене със сешоар. Кръвта обаче, за разлика от слюнката, е в затворена система и вашите вени ще я държат под налягане в течно състояние. Дори да сте в пълен вакуум, фактът, че кръвта е заключена в системата, означава, че тя няма да се превърне в газ и да избяга.
Слънцето е мястото, където започва изследването на космоса. Това е голямо огнено кълбо, около което се въртят всички планети, което е доста далеч, но ни топли, без да ни изгаря. Като се има предвид, че не бихме могли да съществуваме без слънчева светлина и топлина, изненадващо е, че има голяма погрешна представа за Слънцето: че то изгаря. Ако някога сте се изгаряли с огън, поздравления, били сте ударени с повече огън, отколкото Слънцето може да ви даде. В действителност Слънцето е голяма топка газ, която излъчва светлина и топлинна енергия чрез процеса на ядрен синтез, когато два водородни атома образуват атом хелий. Слънцето дава светлина и топлина, но изобщо не дава обикновен огън. Това е просто голяма, топла светлина.
Черните дупки са фунии
Има още едно често срещано погрешно схващане, което може да се припише на изобразяването на черни дупки във филми и анимационни филми. Разбира се, те са „невидими“ по своята същност, но за публика като вас и мен те се представят като зловещи водовъртежи на съдбата. Те са изобразени като двуизмерни фунии с изход само от едната страна. В действителност черната дупка е сфера. Той няма една страна, която да ви засмуче, по-скоро е като планета с гигантска гравитация. Ако се приближите твърде близо до него от която и да е посока, тогава ще бъдете погълнати.
Повторно влизане
Всички сме виждали как космическите кораби навлизат отново в земната атмосфера (т.нар. re-entering). Това е сериозно изпитание за кораба; като правило повърхността му става много гореща. Много от нас смятат, че това се дължи на триене между кораба и атмосферата и това обяснение има смисъл: сякаш корабът е бил заобиколен от нищо и изведнъж започва да се трие в атмосферата с гигантска скорост. Разбира се, всичко ще се нагрее. Е, истината е, че триенето премахва по-малко от процент от топлината при повторно влизане. Основната причина за нагряване е компресията или свиването. Докато корабът се втурва обратно към Земята, въздухът, през който преминава, се компресира и заобикаля кораба. Това се нарича дъгова ударна вълна. Въздухът, който удря главата на кораба, го избутва. Скоростта на случващото се кара въздухът да се нагрява, без да има време да се декомпресира или охлади. Въпреки че част от топлината се абсорбира от топлинния щит, въздухът около автомобила е този, който създава красивите образи на повторно влизане в атмосферата.
Кометни опашки
Представете си комета за секунда. Най-вероятно ще си представите парче лед, бързащо през космоса с опашка от светлина или огън зад него. Може да се окаже изненада за вас, че посоката на опашката на кометата няма нищо общо с посоката, в която се движи кометата. Факт е, че опашката на кометата не е резултат от триене или разрушаване на тялото. Слънчевият вятър нагрява кометата и кара леда да се топи, карайки частиците лед и пясък да летят в посока, обратна на вятъра. Следователно опашката на кометата не е задължително да се движи зад нея в следа, но винаги ще бъде насочена далеч от слънцето.
След понижаването на Плутон Меркурий стана най-малката планета. Това е и най-близката планета до Слънцето, така че би било естествено да се предположи, че е най-горещата планета в нашата система. Накратко, Меркурий е адски студена планета. Първо, в най-горещата точка на Меркурий температурата е 427 градуса по Целзий. Дори ако тази температура се запази на цялата планета, Меркурий пак ще бъде по-студен от Венера (460 градуса). Причината Венера, която е почти 50 милиона километра по-далеч от Слънцето от Меркурий, да е по-топла се дължи на нейната атмосфера от въглероден диоксид. Меркурий не може да се похвали с нищо.
Друга причина е свързана с неговата орбита и въртене. Меркурий извършва пълно въртене около Слънцето за 88 земни дни и пълно въртене около оста си за 58 земни дни. Нощта на планетата продължава 58 дни, което дава достатъчно време температурата да падне до -173 градуса по Целзий.
сонди
Всеки знае, че марсоходът Curiosity в момента извършва важна изследователска работа на Марс. Но хората са забравили за много от другите сонди, които сме изпращали през годините. Марсоходът Opportunity кацна на Марс през 2003 г. с цел да извърши мисията в рамките на 90 дни. 10 години по-късно все още работи. Много хора смятат, че никога не сме изпращали сонди до планети, различни от Марс. Да, изпратихме много сателити в орбита, но да кацнем нещо на друга планета? Между 1970 и 1984 г. СССР успешно приземи осем сонди на повърхността на Венера. Вярно, всички те изгоряха, благодарение на неприятелската атмосфера на планетата. Най-упоритият космически кораб оцеля около два часа, много повече от очакваното.
Ако отидем още малко в космоса, ще стигнем до Юпитер. За марсоходите Юпитер е дори по-трудна цел от Марс или Венера, защото е направен почти изцяло от газ, на който не може да се кара. Но това не спря учените и те изпратиха сонда там. През 1989 г. космическият кораб "Галилео" тръгва да изучава Юпитер и неговите спътници, което прави през следващите 14 години. Той също пусна сонда на Юпитер, която изпрати информация за състава на планетата. Въпреки че има още един кораб на път към Юпитер, тази първа информация е безценна, тъй като по това време сондата Галилео беше единствената сонда, която се потопи в атмосферата на Юпитер.
Състояние на безтегловност
Този мит изглежда толкова очевиден, че много хора отказват да се убедят в противното. Сателити, космически кораби, астронавти и други не изпитват безтегловност. Истинската безтегловност или микрогравитация не съществува и никой никога не я е изпитвал. Повечето хора са с впечатление: как е възможно астронавтите и корабите да се носят, защото са далеч от Земята и не изпитват нейното гравитационно привличане. Всъщност гравитацията е тази, която им позволява да се носят. Докато лети около Земята или някое друго небесно тяло със значителна гравитация, обектът пада. Но тъй като Земята се движи постоянно, тези обекти не се блъскат в нея.
Гравитацията на Земята се опитва да издърпа кораба върху повърхността й, но движението продължава, така че обектът продължава да пада. Това вечно падение води до илюзията за безтегловност. Астронавтите вътре в кораба също падат, но сякаш плуват. Същото състояние може да се изпита при падащ асансьор или самолет. И можете да го изпитате в свободно падащ самолет на височина от 9000 метра.
Не бихме могли да съществуваме, ако Слънцето изведнъж спре да грее и да топли. На Земята ще стане толкова студено, че ще замръзне не само водата в реките, моретата и океаните, но дори и въздухът, който дишат хората, животните и растенията. Слънчевата радиация поддържа живота на Земята, влияе върху времето и климата и участва във фотосинтезата.
А Слънцето грее и топли, защото е много горещо: на повърхността - почти 6 хиляди градуса, а в центъра - 15 милиона градуса. При тази температура желязото и другите метали не само се топят, но се превръщат в горещи газове. Това означава, че Слънцето е огромна, масивна топка, състояща се от горещ газ. Всъщност на Слънцето не могат да съществуват дори малки частици - атоми, от които по принцип се състои всичко живо и неживо в природата. Атомите, които са много силни на Земята, се разделят на още по-малки частици на Слънцето. Всяка секунда 4,26 милиона тона слънчева материя се превръщат в енергия, но това е незначително количество спрямо масата на Слънцето. Дори на голямо разстояние Слънцето може да разтопи лед, да повиши температурата на водата в реките и моретата, да затопли или охлади Земята – то може всичко!
Слънцето има силно магнитно поле. Промяната в магнитното поле - нарича се слънчева активност - причинява различни ефекти: слънчеви петна, изригвания, слънчев вятър, емисии под формата на изпъкналости - гигантски фонтани от горещ газ, които се издигат и се задържат над повърхността на Слънцето от магнитен поле. Протуберанциите могат да достигнат височина от 600 хиляди километра - това е около 50 пъти диаметъра на Земята и ширина от 20 хиляди километра. По този начин обемът на средното изпъкналост е 100 пъти по-голям от обема на Земята, но тъй като се състои от разредени газове, масата му е много малка.
От време на време на повърхността на Слънцето се появяват петна. Те се наричат „слънчеви петна“. Те се състоят от газ, но не толкова горещ, колкото самата звезда. Температурата на Слънцето на повърхността е 6 хиляди градуса, на петна -4 или 5 хиляди градуса. Тъй като петната са по-студени, ние ги виждаме по-тъмни. Сега е известно, че петната са области, където най-силните магнитни полета навлизат в атмосферата.
Как вътрешността на Слънцето поддържа температура от милиони градуси през цялото време? Това е много сложен и важен въпрос, върху който много астрономи и физици са размишлявали дълго време. Сега почти всички не се съмняват, че в централната част на Слънцето протичат термоядрени реакции, в резултат на които водородът се превръща в хелий. Освен това плътността на веществото там е 150 пъти по-голяма от плътността на водата и 7 пъти по-голяма от плътността на най-тежкия метал на Земята – осмий. Такъв необикновен „огън“ гори вътре в Слънцето от милиарди години и ще продължи да гори поне още толкова. И докато гори там, Слънцето ще изпраща светлина и топлина на всеки един от нас и всички живи същества на Земята.
Има достатъчно слънчева топлина и светлина за всички живи същества на Земята, въпреки факта, че Слънцето е на почти 150 000 000 км от нас и ако внезапно слънцето ни угасне, спре да свети и да топли, ще стане толкова студено, че всичко ще замръзне .вода на Земята, дори въздухът би замръзнал. Хора, животни, растения ще умрат. Нашата планета ще стане студена и мъртва.
Температурата на повърхността на Слънцето е около 6 OOSPS. При такава висока температура желязото и другите метали не само се топят, но се превръщат в горещи газове. Следователно на Слънцето няма твърди или течни вещества: има само горещ газ. Слънцето е огромна гореща газова топка. Температурата вътре в Слънцето е дори по-висока, отколкото на повърхността му. Близо до центъра на топката достига 15 милиона градуса. Такива високи температури вътре в Слънцето съществуват от няколко милиарда години и ще продължат да съществуват приблизително толкова време.
Какво се случва вътре в Слънцето? Защо този гигантски огън не угасва? Астрономите и физиците отдавна са обмисляли въпроса: как много високата температура вътре в Слънцето се поддържа в продължение на милиарди години? Повечето учени смятат, че вътре в Слънцето химическият елемент водород се превръща в друг химичен елемент хелий.
Водородните частици се комбинират в по-тежки частици и по време на тази комбинация се освобождава енергия под формата на светлина и топлина, която се разпръсква от Слънцето в космоса и идва на Земята, за да даде живот на всички живи същества.
Въпроси за проверка:
1. Силен вятър със сняг -….
2. Повишаване на температурата през зимата до 0 градуса или малко по-висока за известно време - ...
3. Водата и разтопеният сняг, които се появяват при размразяването, замръзват и се образуват по пътищата...
4. Пухкави снежни ресни, красиво всичко наоколо -...
Проверете себе си:
1. Колко са зимните месеци? Избройте ги.
2. Как се променя височината на слънцето в небето и продължителността на деня през зимата?
3.Назовете зимни явления в неживата природа.
