Реферат: Сонце не тільки джерело світла і тепла, але і первинне джерело багатьох інших видів енергії
Коли б смертним високо
Було можливе ввись летіти
Щоб до Сонця тлінне наше око
Могло, наблизившися, глянути
Тоді б зі всіх відкрився країн
Океан, що горить вічно.
Там вогняні вали прагнуть
І не знаходять берегів;
Там вихори полум'яні крутяться
Борючись безліч століть;
Там каміння, як вода, кипить
Палаючі там дощі шумлять.
М.В. Ломоносов
Сонце грає виняткову роль в житті Землі. Декілька мільярдів років тому навкруги нього сформувалися планети і в їх числі Земля. Згодом весь органічний світ нашої планети став зобов'язаний Сонцю своїм існуванням. Сонце не тільки джерело світла і тепла, але і первинне джерело багатьох інших видів енергії. З ним не пов'язані лише сейсмічні процеси на Землі, невелика притока тепла з надр Землі, енергія, що виділяється в результаті місячних приливів і при падінні метеоритів, а також нікчемна кількість енергії, що поступає на Землю від інших небесних тел.
Трохи з історії
Сонце — саме знайоме кожному небесне тіло. Сонце завжди привертало до себе увагу людей, але і сьогодні вченим доводиться визнавати, що Сонце таїть в собі немало загадок.
Відвіку у різних народів Сонце було предметом поклоніння. Використовуючи очевидну роль Сонця як джерела життя на Землі, представники церкви сприяли розвитку поклоніння Сонцю, культу Сонця. Сонце обожнювалося різними народами (Геліос — грецький бог Сонця, Митра — бог Сонця у персидців, Ра — у єгиптян, Яр або Яріло — у наших предків слов'ян, Молох — у стародавніх карфагенян і ін.). Щоб задобрити могутнього бога Сонця, люди приносили йому в жертву багаті дари, а нерідко і людські життя.
Сучасному уявленню про Сонце передував важкий багатовіковий шлях людини від незнання до знання, від явища до єства, від обожнювання Сонця до практичного використовування його енергії. Був час, коли люди нічого не знали про розміри Сонця і його температуру, стан речовини Сонця і т.д. не знаючи про відстань до Сонця, стародавні приймали видимі розміри за дійсні. Геракліт, наприклад, вважав, що «Сонце має ширину в ступню людську», Анаксагор вельми невпевнено допускав, що Сонце може бути більшим, ніж воно здається, і порівнював його з Пелопоннесськім півостровом. Абсолютно неясною залишалася картина фізичної природи Сонця. Піфагорійці, наприклад, його відносили до планет і наділювали кришталевою сферою. Один з учнів Піфагора — Філолай (V в. до н. э.), допускаючий думку про рух Землі, вважав, що Сонце не має ніякого відношення до «центрального вогню», навкруги якого воно, на його думку, саме обертається разом із Землею, Місяцем і п'ятьма планетами (і вигаданим небесним тілом — «противоземлею») і який залишається невидимим для жителів Землі. Слід зазначити, що подібні вигадані уявлення про рух Землі не можна змішувати з першими науковими припущеннями про рух Землі, що належать, мабуть, Аристарху Самосському (III в. до н. э.), який вперше дав метод визначення порівняльних відстаней до Сонця і Місяця. Не дивлячись на незадовільність одержаних результатів (було знайдено, що Сонце знаходиться в 19—20 разів далі від Землі, ніж Місяць), світоглядне і наукове значення їх дуже велике, оскільки вперше був науково поставлено і частково вирішено питання про визначення відстані до Сонця. Без принципово правильного дозволу цього питання не могло бути і мови про з'ясування істинних розмірів Сонця. В II в. до н.е. Гиппарх знаходить, що паралакс Сонця (тобто кут, під яким з відстані Сонця видний радіус Землі) рівний 3¢, що відповідає відстані до нього в 1200 земних радіусів, і це вважалося вірним, майже вісімнадцять століть — до робіт Кеплера, Гевелія, Галлея, Гюйгенса. Останньому (XVII в.) належить найточніше визначення відстані до Сонця (160 млн. км). Надалі дослідники відмовляються від безпосереднього визначення паралакса Сонця і застосовують непрямі методи. Так, наприклад, досить точне значення горизонтального паралакса набували з наглядів марса в протистоянні або Венери під час її проходження по диску Сонця.
В XX в. успішні вимірювання сонячного паралакса виконувалися при наглядах астероїдів. Була досягнута значна точність у визначенні паралакса Сонця (р=8",790±0",001). Сонячний паралакс вимірювали і різноманітними іншими методами, з яких найточнішими виявилися нагляди радіолокацій Меркурія і Венери, виконані радянськими і американськими ученими на початку 60-х років.
До початку XVII в. відносяться знамениті телескопічні нагляди Галілеєм сонячних плям, його боротьба за доказ того, що плями знаходяться на поверхні Сонця. Було відкрито обертання Сонця, накопичені дані про ядра і півтінь плям, знайдені плямостворювальні зони на Сонці. Проте плями ще довгий час приймали за вершини гір або продукти вулканічних вивержень. Більш півстоліттям признавалася фантастична теорія Вільяма Гершеля, запропонована їм в 1795 р., яка грунтувалася на уявленнях А. Вилсона, що підтвердилися згодом, про те, що плями — це поглиблення в сонячній поверхні. Згідно теорії Гершеля, внутрішнє ядро Сонця — холодне, тверде, темне тіло, оточене двома шарами: зовнішній хмарний шар — це фотосфера, а внутрішній — грає роль захисного екрану (захищаючого ядро від дії огнедишної фотосфери). Тінь плями — це просвіт холодного ядра Сонця крізь хмарні шари, а півтінь — просвіти внутрішнього хмарного шару. Гершель зробив наступний загальний висновок з своєї теорії: «з цієї нової точки зору Сонце представляється мені незвичайно величною, величезною і яскравою планетою; очевидно, це перше або, точніше кажучи, єдине первинне тіло нашої системи... всього вірогідніше, що воно жиле, подібно решті планет, істотами, органи яких пристосували до особливих умов, пануючих на цій величезній кулі». Не які схожі ці наївні уявлення про Сонце на геніальні думки Ломоносова про природу нашого денного світила.
Давно пішло в минуле релігійне поклоніння світилу. Зараз учені вивчають природу Сонця, з'ясовують його вплив на Землю, працюють над проблемою практичного вживання невичерпної сонячної енергії. Важливо і те, що Сонце — найближча до нас зірка, єдина зірка в Сонячній, системі. Тому, вивчаючи Сонце, ми дізнаємося про багато явищ і процеси, властиві зіркам і неприступних детальному нагляду через величезну віддаленість зірок.
Сонце як небесне тіло
Сонце — центральне тіло Сонячної системи — є дуже гарячою плазмовою кулею. Сонце — найближча до Землі зірка. Світло від нього доходить до нас за 8? хв. Сонце вирішальним чином вплинуло на утворення всіх тіл Сонячної системи і створило ті умови, які привели до виникнення і розвитку на Землі життя.
Сонце, ймовірно, виникло разом з іншими тілами Сонячної системи з газопилової туманності приблизно 5 млрд. років тому. Спочатку речовина Сонця сильно розігрівалася через гравітаційне стиснення, але незабаром температура і тиск в надрах настільки збільшилися, що мимовільно почали відбуватися ядерні реакції. В результаті цього дуже сильно піднялася температура в центрі Сонця, а тиск в його надрах зріс настільки, що змогло зрівноважити силу тяжкості і зупинити гравітаційне стиснення. Так виникла сучасна структура Сонця. Ця структура підтримується повільним перетворенням водню, що відбувається в його надрах, в гелій. За 5 млрд. років існування Сонця вже близько половини водню в його центральній області перетворилося на гелій. В результаті цього процесу виділяється та кількість енергії, яке Сонце випромінює в світовий простір.
Потужність випромінювання Сонця дуже велика: вона рівна 3,8•1020МВт. На Землю потрапляє нікчемна частина сонячної енергії, що становить близько половини мільярдної частки. Вона підтримує в газоподібному стані земну атмосферу, постійно нагріває сушу і водоймища, дає енергію вітрам і водопадам, забезпечує життєдіяльність тварин і рослин. Частина сонячної енергії запасена в надрах Землі у вигляді кам'яного вугілля, нафти і інших корисних копалин.
Видимий із Землі діаметр Сонця складає біля 0,5°, відстань до нього в 107 разів перевищує його діаметр. Отже, діаметр Сонця рівний 1 392 000км, що в 109 разів більше земного діаметра.
Якщо порівняти декілька послідовних фотографій Сонця, то можна помітити, як міняється положення деталей, наприклад плям на диску. Це відбувається через обертання Сонця. Сонце обертається не як тверде тіло. Плями, що знаходяться поблизу екватора Сонця, випереджають плями, розташовані в середніх широтах. Отже, швидкості обертання різних шарів Сонця різні: точки екваторіальної області Сонця мають не тільки найбільші лінійні, але і найбільші кутові швидкості. Період обертання екваторіальних областей Сонця 25 земних діб, а полярних — більше 30.
Сонце є сферично симетричним тілом, що знаходиться в рівновазі. Усюди на однакових відстанях від центру цієї кулі фізичні умови однакові, але вони помітно міняються у міру наближення до центру. Густина і тиск швидко наростають углиб, де газ сильніше стислий тиском вищерозміщених шарів. Отже, температура також росте у міру наближення до центру. Залежно від зміни фізичних умов Сонце можна розділити на декілька концентричних шарів, поступово перехідних один в одного.
В центрі Сонця температура складає 15 млн. градусів, а тиск перевищує сотні мільярдів атмосфер. Газ стислий тут до густини близько 1,5•105 кг/м3.
Всі розглянуті вище шари Сонця фактично не спостерігаються. Про їх існування відомо або з теоретичних розрахунків, або на підставі непрямих даних. Над конвективною зоною розташовуються безпосередньо спостережувані шари Сонця, звані його атмосферою. Вони краще вивчені, оскільки про їх властивості можна судити з наглядів.
Сонячна атмосфера також складається з декількох різних шарів. Найглибший і тонкий з них — фотосфера, безпосередньо спостережувана у видимому безперервному спектрі. Фотосфера — сфера» Сонця, що «світиться, — самий нижній шар його атмосфери, випромінюючий левову частку поступаючої від Сонця енергії. Товщина фотосфери близько 300км. Чим глибше шари фотосфери, тим вони гарячіше. В зовнішніх, більш холодних шарах фотосфери на фоні безперервного спектру утворюються фраунгоферові лінії поглинання.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--