Порядок выполнения работы. Таблица №1. Контрольные вопросы. Практическая работа № 8. Теория

Порядок выполнения работы

1.. Используя учебную литературу по астрономии § 18 (1) учебника ( Б. А. Воронцов- Вельяминов, Е. К. Страут) и Интернет-ресурсы, изучите материал по теме: «Физические условия на поверхности планет земной группы».

1. Заполните таблицу №1, используйте таблицу № 2

 

Таблица №1

 

Название планеты	Условное обозначение	Состояние атмосферы			Средняя температура, оС	Рельеф поверхности	Наличие и состояние воды	Существование жизни
		Химический состав	Плотность	Давление
Меркурий
Венера
Земля
Марс

 

Таблица №2 Характеристики атмосфер планет земной группы

Контрольные вопросы.

1.  Чем объясняется отсутствие атмосферы у планеты Меркурий?
2.  В чём причина различий химического состава атмосфер планет земной группы?
3.  Какие формы рельефа поверхности обнаружены на поверхности планет земной группы с помощью космических аппаратов?
4. Какие сведения о наличии жизни на Марсе получены автоматическими станциями?

 

Практическая работа № 8

Тема: Солнце - как звезда

Цель: Познакомиться с основными характеристиками Солнца, строением атмосферы.

Теория

 Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце — не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов (энергии нефти, угля, воды, ветра) Солнце — это наша звезда. Изучая Солнце, мы узнаем о многих явлениях и процессах, происходящих на других звездах и недоступных непосредственному наблюдению из-за огромных расстояний, которые отделяют нас от звезд.

  Вращение Солнца. Если сравнить несколько последовательных фотографий Солнца, то можно заметить, как меняется положение всех пятен на диске. Это происходит из-за вращения Солнца. Солнце вращается не как твердое тело. Пятна, находящиеся вблизи экватора Солнца, опережают пятна, расположенные в средних широтах. Следовательно, скорости вращения разных слоев Солнца различны. Экваториальные области делают один оборот вокруг оси Солнца за 25 земных суток, а области вблизи полюсов Солнца — примерно за 30 суток. Линейная скорость вращения на экваторе Солнца составляет 2 км/с. Наблюдения показывают, что все пятна перемещаются от восточного края к западному. Следовательно, Солнце вращается вокруг своей оси в направлении движения планет вокруг него.

Размеры, масса и светимость Солнца.

Радиус Солнца в 109 раз, а объем примерно в 1 300 000 раз больше соответственно радиуса и объема Земли. Велика и масса Солнца. Она примерно в 330 000 раз больше массы Земли и почти в 750 раз больше суммарной массы движущихся вокруг него планет.

Энергия, получаемая Землей от Солнца, характеризуется солнечной постоянной. Солнечной постоянной называется величина, определяемая полной энергией, которая падает в 1 с на площадку1 м2, расположенную перпендикулярно солнечным лучам вне земной атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца.

Для измерения солнечной постоянной на высокогорных станциях определяют количество теплоты, которое получает вода, налитая в специальные сосуды, от зачерненного металлического диска, нагреваемого солнечными лучами. В результате тщательных измерений, выполненных с учетом поглощения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового излучения в земной атмосфере, нашли, что солнечная постоянная равна 1400 Вт/м2 (более точное значение несколько меньше). Измерения солнечной постоянной проводились на протяжении многих лет. Оказалось, что значение солнечной постоянной практически не меняется. Значит, полная энергия, излучаемая Солнцем в единицу времени, постоянна. Если умножить солнечную постоянную на площадь сферы, радиус которой равен среднему расстоянию Земли от Солнца, то получится общая энергия, излучаемая Солнцем в единицу времени ( ). — это светимость Солнца (или мощность его излучения)

                     ≈ 4 • 10 ²⁶Вт..

Температура Солнца и состояние вещества на Солнце. Чтобы выяснить, в каком состоянии находится вещество на Солнце, необходимо прежде всего знать температуру Солнца. Существуют различные способы определения температуры Солнца, все они основаны на физических законах, открытых на Земле и действующих во всей доступной наблюдениям части Вселенной. Один из способов определения температуры Солнца заключается в следующем. Мы знаем светимость Солнца. Известен и радиус Солнца, а следовательно, и площадь видимой поверхности Солнца. Зная это, вычислим энергию, излучаемую единицей площади поверхности Солнца в единицу времени, ε. Очевидно, что

(26)                                                                                                           

С другой стороны, энергия, излучаемая в единицу времени с единицы поверхности, пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры:

(27)                                                                                                                                                                

(закон Стефана — Больцмана), где σ — коэффициент пропорциональности, равный 5, 67•10-8 Вт/(м2•К4).

Из формул (26) и (27) следует, что

(28) тогда                                                                                                                  .                                                                                                

Подставляя числовые значения входящих в формулу (28´ ) величин, находим: Т≈ 6000 К. Полученную таким методом температуру называют эффективной температурой.

При температуре 6000 К вещество находится на Солнце в газообразном состоянии, причем атомы некоторых химических элементов ионизованы. С глубиной температура растет (достигает в центре Солнца 1, 5 • 10 ⁷ К), а вместе с тем увеличивается число ионизованных атомов. Поэтому основное состояние, в котором находится вещество на Солнце, — это плазма, а Солнце — это раскаленный плазменный шар.

Химический состав Солнца. Даже в прошлом веке некоторые ученые считали, что мы никогда не узнаем, из чего состоит Солнце. Однако применение спектрального анализа к исследованию Солнца опровергло такое предположение. Спектр Солнца — это непрерывный спектр, пересеченный множеством узких темных линий поглощения (называемых фраунгоферовыми линиями, по имени немецкого оптика Й. Фраунгофера (1787—1826), впервые наблюдавшего и зарисовавшего их в1814 г. ).

Отождествление линий в спектре Солнца с линиями в спектрах химических элементов, изучаемых в лабораторных условиях, позволяет определить состав атмосферы Солнца. На Солнце обнаружено более 70 химических элементов. Никаких «неземных» элементов Солнце не содержит. Самые распространенные элементы на Солнце — водород (около 70% всей массы Солнца) и гелий (более 28%). Гелий («солнечный газ») был впервые открыт на Солнце и только почти через 30 лет — на Земле.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: