ПОЧЕМУ ЗЕМЛЯ НЕ ПАДАЕТ НА СОЛНЦЕ?
Действительно, странно: Солнце огромными силами тяготения удерживает около себя Землю и все другие планеты Солнечной системы, не дает им улететь в космическое пространство. Странно, казалось бы, то, что Земля около себя удерживает Луну. Между всеми телами действуют силы тяготения, но не падают планеты на Солнце потому, что находятся в движении, в этом-то и секрет. Все падает вниз, на Землю: и капли дождя, и снежинки, и сорвавшийся с горы камень, и опрокинутая со стола чашка. А Луна? Она вращается вокруг Земли. Если бы не силы тяготения, она улетела бы по касательной к орбите, а если бы она вдруг остановилась, то упала бы на Землю. Луна, вследствие притяжения Земли, отклоняется от прямолинейного пути, все время как бы "падая" на Землю. Движение Луны происходит по некоторой дуге, и пока действует гравитация, Луна на Землю не упадет. Так же и с Землей — если бы она остановилась, то упала бы на Солнце, но этого не произойдет по той же причине. Два вида движения — одно под действием силы тяготения, другое по инерции — складываются и в результате дают криволинейное движение.
Закон всемирного тяготения, удерживающий в равновесии Вселенную, открыл английский ученый Исаак Ньютон. Когда он опубликовал свое открытие, люди говорили, что он сошел с ума.
Закон тяготения определяет не только движение Луны, Земли, но и всех небесных тел в Солнечной системе, а также искусственных спутников, орбитальных станций, межпланетных космических кораблей.
Действительно, странно: Солнце огромными силами тяготения удерживает около себя Землю и все другие планеты Солнечной системы, не дает им улететь в космическое пространство. Странно, казалось бы, то, что Земля около себя удерживает Луну. Между всеми телами действуют силы тяготения, но не падают планеты на Солнце потому, что находятся в движении, в этом-то и секрет. Все падает вниз, на Землю: и капли дождя, и снежинки, и сорвавшийся с горы камень, и опрокинутая со стола чашка. А Луна? Она вращается вокруг Земли. Если бы не силы тяготения, она улетела бы по касательной к орбите, а если бы она вдруг остановилась, то упала бы на Землю. Луна, вследствие притяжения Земли, отклоняется от прямолинейного пути, все время как бы "падая" на Землю. Движение Луны происходит по некоторой дуге, и пока действует гравитация, Луна на Землю не упадет. Так же и с Землей — если бы она остановилась, то упала бы на Солнце, но этого не произойдет по той же причине. Два вида движения — одно под действием силы тяготения, другое по инерции — складываются и в результате дают криволинейное движение.
Закон всемирного тяготения, удерживающий в равновесии Вселенную, открыл английский ученый Исаак Ньютон. Когда он опубликовал свое открытие, люди говорили, что он сошел с ума.
Закон тяготения определяет не только движение Луны, Земли, но и всех небесных тел в Солнечной системе, а также искусственных спутников, орбитальных станций, межпланетных космических кораблей.
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ ИЗ КОСМОСА
Солнце излучает свет и теплоту, оно является также источником радиоизлучения, рентгеновского и ультрафиолетового излучения. От Солнца идет поток электрически заряженных частиц. Каждый из этих видов излучения оказывает влияние на жизнь на Земле. Большая часть энергии Солнца рассеивается в космическом пространстве. Земли достигает. лишь миллиардная часть от общего количества энергии, излучаемой Солнцем. От того излучения, которое падает на Землю, отражается и рассеивается около одной трети. Солнечной энергией нагревается атмосфера, поверхность материков и океанов. Использование солнечной энергии могло бы принести большую пользу народному хозяйству. Селиотехникой называют различные устройства и установки, использующие солнечную энергию — солнечные батареи, теплицы, водонагреватели, сушилки, опреснители. Используют сфокусированные солнечные лучи для плавления металлов. Создаются солнечные электростанции. Применить солнечную энергию можно везде, преобразуя ее в электрическую. Этому способствуют полупроводниковые батареи. Они к тому же служат для получения электроэнергии в космосе, являясь источниками электропитания искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций.
Перспективы использования излучения Солнца для электроснабжения Земли огромны, например, использование космических солнечных электростанций, размещаемых на орбите на высоте 36000 км над поверхностью Земли. Основной элемент космической электростанции — система солнечных батарей и других преобразователей, преобразующих энергию излучения Солнца в энергию электромагнитных волн сверхвысокой частоты, излучение которых передается на Землю в виде сфокусированного луча. На Земле сверхчастотное излучение улавливается приемной антенной, преобразуется в электрический ток промышленной частоты и передается потребителям. Преимущества космических электростанций перед наземными: они экологически чистые, т.е. не загрязняют окружающую среду, безопасны, не расходуют ресурсы полезных ископаемых Земли, экономически очень выгодны, так как имеют большую мощность. Однако главная трудность в реализации проектов космических электростанций — это высокая стоимость доставки в космос элементов электростанции.
Солнце излучает свет и теплоту, оно является также источником радиоизлучения, рентгеновского и ультрафиолетового излучения. От Солнца идет поток электрически заряженных частиц. Каждый из этих видов излучения оказывает влияние на жизнь на Земле. Большая часть энергии Солнца рассеивается в космическом пространстве. Земли достигает. лишь миллиардная часть от общего количества энергии, излучаемой Солнцем. От того излучения, которое падает на Землю, отражается и рассеивается около одной трети. Солнечной энергией нагревается атмосфера, поверхность материков и океанов. Использование солнечной энергии могло бы принести большую пользу народному хозяйству. Селиотехникой называют различные устройства и установки, использующие солнечную энергию — солнечные батареи, теплицы, водонагреватели, сушилки, опреснители. Используют сфокусированные солнечные лучи для плавления металлов. Создаются солнечные электростанции. Применить солнечную энергию можно везде, преобразуя ее в электрическую. Этому способствуют полупроводниковые батареи. Они к тому же служат для получения электроэнергии в космосе, являясь источниками электропитания искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций.
Перспективы использования излучения Солнца для электроснабжения Земли огромны, например, использование космических солнечных электростанций, размещаемых на орбите на высоте 36000 км над поверхностью Земли. Основной элемент космической электростанции — система солнечных батарей и других преобразователей, преобразующих энергию излучения Солнца в энергию электромагнитных волн сверхвысокой частоты, излучение которых передается на Землю в виде сфокусированного луча. На Земле сверхчастотное излучение улавливается приемной антенной, преобразуется в электрический ток промышленной частоты и передается потребителям. Преимущества космических электростанций перед наземными: они экологически чистые, т.е. не загрязняют окружающую среду, безопасны, не расходуют ресурсы полезных ископаемых Земли, экономически очень выгодны, так как имеют большую мощность. Однако главная трудность в реализации проектов космических электростанций — это высокая стоимость доставки в космос элементов электростанции.
КАКИЕ ПРИБОРЫ ПОМОГАЮТ ИЗУЧАТЬ СОЛНЦЕ?
Как астрономы изучают Солнце? Им на помощь приходит целый ряд специальных инструментов. Например, спектроскоп используется для изучения раскаленных газов Солнца. Он может объяснить, какие химические вещества определяют цвета, исходящие от Солнца. Другой прибор — спектрограф. Он дает возможность ученым делать постоянные записи спектра солнечного излучения.
Спектрогелиоскоп позволяет астрономам узнать, как различные вещества распределены на Солнце. Каких веществ больше, каких меньше, каково их соотношение. Когда к спектрогелиоскопу присоединяется фотооборудование, он называется спектрогелиограф.
Коронограф — это специальный вид телескопа. С помощью коронографа астрономы могут фотографировать солнечную корону, не дожидаясь затмения Солнца.
Радиотелескоп позволяет ученым изучать радиоволны, излучаемые Солнцем.
Атмосфера Земли поглощает большую часть солнечной радиации, достигающей нашей планеты, поэтому ученые установили приборы выше атмосферы. Это космические зонды. Они помогают больше узнать о Солнце.
Как астрономы изучают Солнце? Им на помощь приходит целый ряд специальных инструментов. Например, спектроскоп используется для изучения раскаленных газов Солнца. Он может объяснить, какие химические вещества определяют цвета, исходящие от Солнца. Другой прибор — спектрограф. Он дает возможность ученым делать постоянные записи спектра солнечного излучения.
Спектрогелиоскоп позволяет астрономам узнать, как различные вещества распределены на Солнце. Каких веществ больше, каких меньше, каково их соотношение. Когда к спектрогелиоскопу присоединяется фотооборудование, он называется спектрогелиограф.
Коронограф — это специальный вид телескопа. С помощью коронографа астрономы могут фотографировать солнечную корону, не дожидаясь затмения Солнца.
Радиотелескоп позволяет ученым изучать радиоволны, излучаемые Солнцем.
Атмосфера Земли поглощает большую часть солнечной радиации, достигающей нашей планеты, поэтому ученые установили приборы выше атмосферы. Это космические зонды. Они помогают больше узнать о Солнце.
МОЖЕТ ЛИ ПОГАСНУТЬ СОЛНЦЕ?
Наше Солнце — это обычная звезда, а все звезды рождаются, живут и умирают. Любая звезда рано или поздно гаснет. К сожалению, и наше Солнце не будет светить вечно.
Когда-то ученые полагали, что Солнце медленно остывает или "сгорает". Однако теперь мы знаем, что если бы это происходило на самом деле, то его энергии хватило бы в лучшем случае на несколько тысячелетий. Очевидно, что это не так.
Если же Солнце не "сгорает", то что же в таком случае происходит с ним? Современная наука располагает подтверждениями теории, согласно которой энергия, излучаемая Солнцем, выделяется в результате реакций, протекающих в его недрах. Суть их сводится к тому, что под воздействием чудовищных температур ядра водорода, соединяясь, образуют ядра атомов гелия. (Частицы одного раскаленного газа превращаются в частицы другого раскаленного газа.) Подобная реакция лежит и в основе действия термоядерного оружия — водородной бомбы, при взрыве которой, как известно, выделяется громадное количество энергии.
Насколько еще хватит запасов водорода на Солнце? Если предположить, что термоядерные реакции и дальше будут протекать такими же темпами, что и сейчас, то Солнце будет светить еще около десяти миллиардов лет. Поэтому нет основания беспокоиться, что оно может погаснуть даже в весьма отдаленном будущем.
Наше Солнце — это обычная звезда, а все звезды рождаются, живут и умирают. Любая звезда рано или поздно гаснет. К сожалению, и наше Солнце не будет светить вечно.
Когда-то ученые полагали, что Солнце медленно остывает или "сгорает". Однако теперь мы знаем, что если бы это происходило на самом деле, то его энергии хватило бы в лучшем случае на несколько тысячелетий. Очевидно, что это не так.
Если же Солнце не "сгорает", то что же в таком случае происходит с ним? Современная наука располагает подтверждениями теории, согласно которой энергия, излучаемая Солнцем, выделяется в результате реакций, протекающих в его недрах. Суть их сводится к тому, что под воздействием чудовищных температур ядра водорода, соединяясь, образуют ядра атомов гелия. (Частицы одного раскаленного газа превращаются в частицы другого раскаленного газа.) Подобная реакция лежит и в основе действия термоядерного оружия — водородной бомбы, при взрыве которой, как известно, выделяется громадное количество энергии.
Насколько еще хватит запасов водорода на Солнце? Если предположить, что термоядерные реакции и дальше будут протекать такими же темпами, что и сейчас, то Солнце будет светить еще около десяти миллиардов лет. Поэтому нет основания беспокоиться, что оно может погаснуть даже в весьма отдаленном будущем.
МОЖЕТ ЛИ ВЗОРВАТЬСЯ НАШЕ СОЛНЦЕ?
А что если и наша звезда — Солнце — вдруг вспыхнет сверхновой? Исчезнет сама и нас вычеркнет из Вселенной навсегда? Как говорят ученые, это событие хотя и возможно, но вероятность его очень мала. Свою энергию звезда получает, постепенно превращая водород в гелий, затем в более тяжелые элементы (углерод, кислород, неон и другие) с помощью цепочки термоядерных реакций, которые происходят в недрах звезды. Превращения прекращаются, когда в ядре звезды образуется железо. Звезда с большой массой, как выяснили ученые, сжигает свое горючее гораздо быстрее, чем легкая звезда. Например, масса Сириуса в два раза больше массы Солнца, а его светимость больше солнечной в 28 раз, т.е. запасы горючего Сириуса будут исчерпаны гораздо раньше, чем у Солнца. Если бы Сириус, близко расположенная к нам звезда, взорвался как сверхновая, это было бы грандиозное явление, которое бы повлияло на нашу планету. Ночи стали бы светлые как день, космическое радиоизлучение привело бы к необратимым экологическим изменениям на Земле. Природе Земли был бы нанесен непоправимый вред. В нашей Галактике в среднем одна сверхновая взрывается раз в триста лет. Астрономы всегда начеку, в надежде увидеть развитие этого явления с самого начала. Сверхновые вспыхивают нередко в соседних галактиках. Это, как правило, звезды большой массы. Наше же Солнце — средняя звезда на окраине Галактики, для нас является надежным светилом по крайней мере на ближайшие 5 миллиардов лет, а там посмотрим. Всем, кто наблюдает небо поверхностно, с помощью несовершенных приборов, Вселенная может показаться местом тихим и спокойным. Однако мы живем в мире звезд, постоянно меняющемся, где происходят постоянные превращения звезд в межзвездное вещество и наоборот. Возможно, и наше Солнце родилось из межзвездного вещества, которое осталось от взрыва сверхновой в далеком прошлом. Будем благодарны судьбе за то, что живем возле такой спокойной звезды.
А что если и наша звезда — Солнце — вдруг вспыхнет сверхновой? Исчезнет сама и нас вычеркнет из Вселенной навсегда? Как говорят ученые, это событие хотя и возможно, но вероятность его очень мала. Свою энергию звезда получает, постепенно превращая водород в гелий, затем в более тяжелые элементы (углерод, кислород, неон и другие) с помощью цепочки термоядерных реакций, которые происходят в недрах звезды. Превращения прекращаются, когда в ядре звезды образуется железо. Звезда с большой массой, как выяснили ученые, сжигает свое горючее гораздо быстрее, чем легкая звезда. Например, масса Сириуса в два раза больше массы Солнца, а его светимость больше солнечной в 28 раз, т.е. запасы горючего Сириуса будут исчерпаны гораздо раньше, чем у Солнца. Если бы Сириус, близко расположенная к нам звезда, взорвался как сверхновая, это было бы грандиозное явление, которое бы повлияло на нашу планету. Ночи стали бы светлые как день, космическое радиоизлучение привело бы к необратимым экологическим изменениям на Земле. Природе Земли был бы нанесен непоправимый вред. В нашей Галактике в среднем одна сверхновая взрывается раз в триста лет. Астрономы всегда начеку, в надежде увидеть развитие этого явления с самого начала. Сверхновые вспыхивают нередко в соседних галактиках. Это, как правило, звезды большой массы. Наше же Солнце — средняя звезда на окраине Галактики, для нас является надежным светилом по крайней мере на ближайшие 5 миллиардов лет, а там посмотрим. Всем, кто наблюдает небо поверхностно, с помощью несовершенных приборов, Вселенная может показаться местом тихим и спокойным. Однако мы живем в мире звезд, постоянно меняющемся, где происходят постоянные превращения звезд в межзвездное вещество и наоборот. Возможно, и наше Солнце родилось из межзвездного вещества, которое осталось от взрыва сверхновой в далеком прошлом. Будем благодарны судьбе за то, что живем возле такой спокойной звезды.
ПОЧЕМУ НА СОЛНЦЕ ПЯТНА?
Одним из обвинений, предъявленных Великому Галилею "великой" инквизицией, было изучение им с помощью телескопа пятен на "чистейшем лике божественного светила". Пятна на заходящем или на неярком Солнце, видимом сквозь облака, люди замечали еще задолго до изобретения телескопов. Но Галилей "посмел" о них громко заявить, доказать, что эти пятна не кажущиеся, а реальные образования, что они появляются то в большем, то в меньшем количестве, что они перемещаются по солнечному диску. Эти открытия позволили Галилею сделать вывод о том, что Солнце "живет" активной жизнью, что оно вращается вокруг своей оси. Фотосфера (слои Солнца, дающие наиболее яркий свет) в сильные телескопы видна не ровно сияющей, а имеющей как бы зернистое строение. Эти чередующиеся белые и слегка темноватые зерна называют гранулами. Гранулы — это массы раскаленных газов, выталкиваемых из еще более горячих солнечных глубин. Гранулы постоянно исчезают и появляются вновь: вещество, из которого состоит Солнце, находится в постоянном движении. Видимую поверхность Солнца иногда сравнивают с кипящей рисовой кашей. Ученые определили размер каждой "рисинки" — около 1500 км. Пятна — это области фотосферы, где температура значительно ниже. По контрасту с очень яркой фотосферой пятна кажутся темными, хотя тоже светятся, т.е. излучают энергию. Температура средней части пятна (самой темной и самой "холодной") около 4500° С. Пятна появляются группами, изменяются, распадаются на отдельные части, исчезают. Диаметр отдельных пятен превосходит диаметр Земли. В основном пятна появляются вблизи экватора Солнца. Движение пятен на Солнце происходит с разной скоростью: чем дальше от экватора, тем скорость движения пятна меньше. Это говорит о том, что Солнце вращается не как твердое, а как газообразное тело. Многолетние наблюдения позволили обнаружить в жизни Солнца закономерность: в среднем через каждые 11 лет количество пятен достигает максимума, затем снижается. Иногда на Солнце пятен не бывает совсем. Такой год называют годом Минимума солнечной активности (год спокойного Солнца). В годы Максимума солнечной активности (возмущенное Солнце) около пятен видны более яркие, чем окружающая фотосфера, участки — факелы. Иногда они встречаются и там, где пятен нет. Это более горячие области фотосферы. Солнечная активность воздействует на землю. Солнечно-земные связи, помимо астрономии, исследуют и другие науки — геофизика, биология, медицина.
Одним из обвинений, предъявленных Великому Галилею "великой" инквизицией, было изучение им с помощью телескопа пятен на "чистейшем лике божественного светила". Пятна на заходящем или на неярком Солнце, видимом сквозь облака, люди замечали еще задолго до изобретения телескопов. Но Галилей "посмел" о них громко заявить, доказать, что эти пятна не кажущиеся, а реальные образования, что они появляются то в большем, то в меньшем количестве, что они перемещаются по солнечному диску. Эти открытия позволили Галилею сделать вывод о том, что Солнце "живет" активной жизнью, что оно вращается вокруг своей оси. Фотосфера (слои Солнца, дающие наиболее яркий свет) в сильные телескопы видна не ровно сияющей, а имеющей как бы зернистое строение. Эти чередующиеся белые и слегка темноватые зерна называют гранулами. Гранулы — это массы раскаленных газов, выталкиваемых из еще более горячих солнечных глубин. Гранулы постоянно исчезают и появляются вновь: вещество, из которого состоит Солнце, находится в постоянном движении. Видимую поверхность Солнца иногда сравнивают с кипящей рисовой кашей. Ученые определили размер каждой "рисинки" — около 1500 км. Пятна — это области фотосферы, где температура значительно ниже. По контрасту с очень яркой фотосферой пятна кажутся темными, хотя тоже светятся, т.е. излучают энергию. Температура средней части пятна (самой темной и самой "холодной") около 4500° С. Пятна появляются группами, изменяются, распадаются на отдельные части, исчезают. Диаметр отдельных пятен превосходит диаметр Земли. В основном пятна появляются вблизи экватора Солнца. Движение пятен на Солнце происходит с разной скоростью: чем дальше от экватора, тем скорость движения пятна меньше. Это говорит о том, что Солнце вращается не как твердое, а как газообразное тело. Многолетние наблюдения позволили обнаружить в жизни Солнца закономерность: в среднем через каждые 11 лет количество пятен достигает максимума, затем снижается. Иногда на Солнце пятен не бывает совсем. Такой год называют годом Минимума солнечной активности (год спокойного Солнца). В годы Максимума солнечной активности (возмущенное Солнце) около пятен видны более яркие, чем окружающая фотосфера, участки — факелы. Иногда они встречаются и там, где пятен нет. Это более горячие области фотосферы. Солнечная активность воздействует на землю. Солнечно-земные связи, помимо астрономии, исследуют и другие науки — геофизика, биология, медицина.
ГЕЛИЙ — СОЛНЕЧНЫЙ ГАЗ
Интересна история открытия гелия. Она похожа на научный детектив.
В 1868 году английский физик Джозеф Норман Локвер с помощью прибора спектроскопа изучал Солнце. Этот прибор позволяет выявлять наличие отдельных элементов, т.е. каждому химическому элементу соответствует определенная линия спектра.
В спектре Солнца Локвер заметил неизвестную желтую линию; она могла соответствовать только новому элементу, неизвестному до сих пор на Земле! Новый элемент назвали "гелий" — от греческого слова "гелиос", что означает Солнце.
В этом же году французский астроном П.Жансен обнаружил в спектре хромосферы яркую желтую линию.
Ученые принялись искать этот элемент на Земле. Английский химик У.Рамзай, наблюдая спектр излучения газов, выделившихся из редкого минерала клевеита, в 1895 году обнаружил в нем желтую линию гелия. Со временем в результате многих экспериментов обнаружилось, что в нашей атмосфере присутствует гелий. Но его количество столь мало, что на 247 350 кубических метров воздуха приходится всего лишь один кубический метр гелия.
В результате других опытов было определено, что гелий выделялся из радия и что при распаде некоторых атомных ядер образуются так называемые "альфа-частицы" — ядра атомов гелия, имеющие большую скорость движения.
Метод изучения веществ по спектрам называется спектральным анализом. Он позволил с большой точностью определить химический состав Солнца: 70% массы Солнца составляет водород, 28% — гелий, оставшаяся доля принадлежит более тяжелым химическим элементам. А поскольку атомы водорода наиболее интенсивно излучают красный свет, а атомы гелия — желтый, то состоящая из этих разреженных газов хромосфера Солнца имеет красновато-желтый цвет.
Интересна история открытия гелия. Она похожа на научный детектив.
В 1868 году английский физик Джозеф Норман Локвер с помощью прибора спектроскопа изучал Солнце. Этот прибор позволяет выявлять наличие отдельных элементов, т.е. каждому химическому элементу соответствует определенная линия спектра.
В спектре Солнца Локвер заметил неизвестную желтую линию; она могла соответствовать только новому элементу, неизвестному до сих пор на Земле! Новый элемент назвали "гелий" — от греческого слова "гелиос", что означает Солнце.
В этом же году французский астроном П.Жансен обнаружил в спектре хромосферы яркую желтую линию.
Ученые принялись искать этот элемент на Земле. Английский химик У.Рамзай, наблюдая спектр излучения газов, выделившихся из редкого минерала клевеита, в 1895 году обнаружил в нем желтую линию гелия. Со временем в результате многих экспериментов обнаружилось, что в нашей атмосфере присутствует гелий. Но его количество столь мало, что на 247 350 кубических метров воздуха приходится всего лишь один кубический метр гелия.
В результате других опытов было определено, что гелий выделялся из радия и что при распаде некоторых атомных ядер образуются так называемые "альфа-частицы" — ядра атомов гелия, имеющие большую скорость движения.
Метод изучения веществ по спектрам называется спектральным анализом. Он позволил с большой точностью определить химический состав Солнца: 70% массы Солнца составляет водород, 28% — гелий, оставшаяся доля принадлежит более тяжелым химическим элементам. А поскольку атомы водорода наиболее интенсивно излучают красный свет, а атомы гелия — желтый, то состоящая из этих разреженных газов хромосфера Солнца имеет красновато-желтый цвет.
ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ СОЛНЦЕ?
Об этом нам рассказывает спектр солнечных лучей.
Солнечный свет — это смесь из лучей разного цвета. Впервые это установил великий английский физик И.Ньютон. Он взял стеклянную призму и направил на нее луч света. На экране за призмой вместо белой полосы появилась широкая разноцветная полоса. Цвета чередовались в том же порядке, как и у радуги на небе после грозы: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Эту радугу в лабораторных условиях называют спектром. Чередование цветов в спектре наблюдается всегда только в такой последовательности. Запомнить ее помогает мнемоническая (от греческого слова мнемоника — искусство запоминания) фраза: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. Первые буквы этих семи слов являются первыми буквами красок радуги.
Если лучи спектра послать на другую призму, то появится белый цвет. На спектре Солнца помимо цветных полос можно увидеть отдельные темные линии. По этим линиям и определили состав солнечной атмосферы.
Оказалось, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Открыто там и много других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.) но все вместе они составляют очень малую долю по сравнению с гелием, а тем более водородом.
На Солнце не обнаружено никаких химических элементов помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах одно и то же вещество может находиться в самых различных состояниях и сочетаниях.
Об этом нам рассказывает спектр солнечных лучей.
Солнечный свет — это смесь из лучей разного цвета. Впервые это установил великий английский физик И.Ньютон. Он взял стеклянную призму и направил на нее луч света. На экране за призмой вместо белой полосы появилась широкая разноцветная полоса. Цвета чередовались в том же порядке, как и у радуги на небе после грозы: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Эту радугу в лабораторных условиях называют спектром. Чередование цветов в спектре наблюдается всегда только в такой последовательности. Запомнить ее помогает мнемоническая (от греческого слова мнемоника — искусство запоминания) фраза: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. Первые буквы этих семи слов являются первыми буквами красок радуги.
Если лучи спектра послать на другую призму, то появится белый цвет. На спектре Солнца помимо цветных полос можно увидеть отдельные темные линии. По этим линиям и определили состав солнечной атмосферы.
Оказалось, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Открыто там и много других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.) но все вместе они составляют очень малую долю по сравнению с гелием, а тем более водородом.
На Солнце не обнаружено никаких химических элементов помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах одно и то же вещество может находиться в самых различных состояниях и сочетаниях.
КАК УСТРОЕНО СОЛНЦЕ?
Солнце — единственная в нашей Солнечной системе звезда — устроено так, как и множество звезд. Это огромный массивный шар, представляющий собой сгусток раскаленного газа. Это мощный источник излучения света и теплоты, внутри которого постоянно движутся, перемещаются раскаленные газы, называемые плазмой.
Ученые, наблюдая поверхность Солнца, исследуя все виды солнечного излучения, с помощью измерений и расчетов составили схему строения Солнца, условно разделив Солнце на четыре области:
1) Внутренняя область (центральная) — ядро, там происходят ядерные реакции. "Сгорает" водород, превращаясь в гелий (за одну секунду 60 млн. тонн водорода). В такой "топке" температура близка к 15000000 градусов. Радиус солнечного ядра равен примерно 1/3 радиуса всего Солнца;
2) Область лучистой зоны. Там газы находятся в умеренном движении. Энергия передается наружу последовательно — от слоя к слою;
3) Область быстро движущихся газов — конвективная зона. Солнечное вещество перемешивается подобно воде при кипении. Температура по мере приближения к видимой границе Солнца уменьшается до 8000 градусов;
4) Область атмосферы. Она простирается далеко за пределы видимого диска Солнца, хорошо видна во время солнечных затмений в виде жемчужного ореола, называемого короной.
Нельзя говорить что Солнце имеет поверхность. Самый нижний слой атмосферы Солнца является источником энергии, которая наблюдается в видимой части спектра Солнца. Этот слой называют фотосферой, он дает яркий свет и образует видимую поверхность. Фотосфера постепенно переходит в хромосферу — внешние слои Солнца, заканчивающиеся короной. В короне солнечный газ разрежается, расширяется, "испаряется" в межпланетное пространство. От Солнца идет поток горячей разреженной плазмы, называемый Солнечным ветром. Астрономы, долгое время наблюдая Солнце, изучили процессы, которые происходят на его "поверхности". Временами в хромосфере возникают блестящие вспышки, как бы взрывы, бывают видны в отдельных местах выступы, выбросы газов в виде языков пламени, громадные струи солнечного вещества. Иногда они выглядят, как дуги или арки. Это протуберанцы. Они могут вздыматься над хромосферой на сотни тысяч километров, выбрасывать часть своего вещества в пространство, опускаться и исчезать.
Солнце — единственная в нашей Солнечной системе звезда — устроено так, как и множество звезд. Это огромный массивный шар, представляющий собой сгусток раскаленного газа. Это мощный источник излучения света и теплоты, внутри которого постоянно движутся, перемещаются раскаленные газы, называемые плазмой.
Ученые, наблюдая поверхность Солнца, исследуя все виды солнечного излучения, с помощью измерений и расчетов составили схему строения Солнца, условно разделив Солнце на четыре области:
1) Внутренняя область (центральная) — ядро, там происходят ядерные реакции. "Сгорает" водород, превращаясь в гелий (за одну секунду 60 млн. тонн водорода). В такой "топке" температура близка к 15000000 градусов. Радиус солнечного ядра равен примерно 1/3 радиуса всего Солнца;
2) Область лучистой зоны. Там газы находятся в умеренном движении. Энергия передается наружу последовательно — от слоя к слою;
3) Область быстро движущихся газов — конвективная зона. Солнечное вещество перемешивается подобно воде при кипении. Температура по мере приближения к видимой границе Солнца уменьшается до 8000 градусов;
4) Область атмосферы. Она простирается далеко за пределы видимого диска Солнца, хорошо видна во время солнечных затмений в виде жемчужного ореола, называемого короной.
Нельзя говорить что Солнце имеет поверхность. Самый нижний слой атмосферы Солнца является источником энергии, которая наблюдается в видимой части спектра Солнца. Этот слой называют фотосферой, он дает яркий свет и образует видимую поверхность. Фотосфера постепенно переходит в хромосферу — внешние слои Солнца, заканчивающиеся короной. В короне солнечный газ разрежается, расширяется, "испаряется" в межпланетное пространство. От Солнца идет поток горячей разреженной плазмы, называемый Солнечным ветром. Астрономы, долгое время наблюдая Солнце, изучили процессы, которые происходят на его "поверхности". Временами в хромосфере возникают блестящие вспышки, как бы взрывы, бывают видны в отдельных местах выступы, выбросы газов в виде языков пламени, громадные струи солнечного вещества. Иногда они выглядят, как дуги или арки. Это протуберанцы. Они могут вздыматься над хромосферой на сотни тысяч километров, выбрасывать часть своего вещества в пространство, опускаться и исчезать.
МОЖНО ЛИ ПРОСЛЕДИТЬ ДВИЖЕНИЕ СОЛНЦА?
Все знают, что утром Солнце встает на востоке, днем достигает своей самой высокой точки — зенита, а вечером заходит на западе. Если терпеливо и настойчиво наблюдать за движением Солнца по небу, то можно узнать много интересного.
Оказывается, у Солнца в разное время года разное "расписание" движения. Зимой оно восходит поздно, а заходит рано. Зимняя долгота дня всего-то часов семь. Летом, наоборот: Солнце появляется на небе очень рано (когда многие люди еще крепко спят), а заходит поздно. Путь Солнца по небу длится более 17 часов. Солнце поднимается в полдень летом выше, чем зимой. Наблюдать за движением Солнца помогает палка, вертикально воткнутая в Землю. Тень от нее бывает самая короткая днем, когда Солнце находится в самой высокой точке своего пути. Это полдень. В полдень Солнце всегда на юге. За спиной север, справа — запад, слева — восток. И никакой компас не нужен. Само Солнце служит компасом.
Два раза в год — 21 марта и 23 сентября — Солнце восходит точно на востоке и заходит точно на западе. Это дни равноденствий, когда день по длительности равен ночи (12 часов). 21 марта — день весеннего равноденствия. Это начало астрономической весны. 23 сентября — день осеннего равноденствия, начало астрономической осени. Астрономическая зима начинается 22 декабря. Это день зимнего солнцестояния. А день летнего солнцестояния — 22 июня. В дни солнцестояний Солнце не восходит на востоке, и не заходит на западе. Летом Солнце появляется на северо-востоке, а зимой на юго-востоке. Заходит летом на северо-западе, а зимой на юго-западе. "Распорядок дня" Солнца очень точный. Движется оно так по небу каждый день на протяжении нескольких миллиардов лет!
Все знают, что утром Солнце встает на востоке, днем достигает своей самой высокой точки — зенита, а вечером заходит на западе. Если терпеливо и настойчиво наблюдать за движением Солнца по небу, то можно узнать много интересного.
Оказывается, у Солнца в разное время года разное "расписание" движения. Зимой оно восходит поздно, а заходит рано. Зимняя долгота дня всего-то часов семь. Летом, наоборот: Солнце появляется на небе очень рано (когда многие люди еще крепко спят), а заходит поздно. Путь Солнца по небу длится более 17 часов. Солнце поднимается в полдень летом выше, чем зимой. Наблюдать за движением Солнца помогает палка, вертикально воткнутая в Землю. Тень от нее бывает самая короткая днем, когда Солнце находится в самой высокой точке своего пути. Это полдень. В полдень Солнце всегда на юге. За спиной север, справа — запад, слева — восток. И никакой компас не нужен. Само Солнце служит компасом.
Два раза в год — 21 марта и 23 сентября — Солнце восходит точно на востоке и заходит точно на западе. Это дни равноденствий, когда день по длительности равен ночи (12 часов). 21 марта — день весеннего равноденствия. Это начало астрономической весны. 23 сентября — день осеннего равноденствия, начало астрономической осени. Астрономическая зима начинается 22 декабря. Это день зимнего солнцестояния. А день летнего солнцестояния — 22 июня. В дни солнцестояний Солнце не восходит на востоке, и не заходит на западе. Летом Солнце появляется на северо-востоке, а зимой на юго-востоке. Заходит летом на северо-западе, а зимой на юго-западе. "Распорядок дня" Солнца очень точный. Движется оно так по небу каждый день на протяжении нескольких миллиардов лет!
ДАЛЕКО ЛИ ДО СОЛНЦА?
Как узнать расстояние до Солнца? И вообще, как определить расстояние до предмета, если приблизиться к нему невозможно? Люди придумали способы, с помощью которых можно не только определить расстояние до какого-нибудь недоступного предмета, но и узнать расстояние до небесных тел — до Луны, до Солнца, до звезд. Для этого необходимо было знание математики и очень точные измерительные приборы.
Расстояние до небесных светил астрономы определяют подобно тому, как артиллеристы определяют расстояние до цели. Предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух разных мест, откуда он виден по разным направлениям. Зная расстояние между точками наблюдения и угол между направлениями на цель, можно высчитать расстояние до нее. Производя наблюдения за небесными телами с двух разных точек земного шара, астрономы вычислили расстояние до Солнца, Луны, планет.
От Земли до Солнца почти 150 млн. км. Луч света проходит это расстояние за 8 минут 20 секунд. В природе не существует большей скорости, чем скорость света — 300 000 км/с, никакое тело, никакая частица не мо-ут двигаться быстрее. Но если бы вдруг аше Солнце погасло, то мы на Земле узнали бы об этом только через 8 минут 20 секунд, так как Солнце от нас находится на огромном расстоянии.
Как узнать расстояние до Солнца? И вообще, как определить расстояние до предмета, если приблизиться к нему невозможно? Люди придумали способы, с помощью которых можно не только определить расстояние до какого-нибудь недоступного предмета, но и узнать расстояние до небесных тел — до Луны, до Солнца, до звезд. Для этого необходимо было знание математики и очень точные измерительные приборы.
Расстояние до небесных светил астрономы определяют подобно тому, как артиллеристы определяют расстояние до цели. Предмет, расстояние до которого надо определить, рассматривают одновременно с двух разных мест, откуда он виден по разным направлениям. Зная расстояние между точками наблюдения и угол между направлениями на цель, можно высчитать расстояние до нее. Производя наблюдения за небесными телами с двух разных точек земного шара, астрономы вычислили расстояние до Солнца, Луны, планет.
От Земли до Солнца почти 150 млн. км. Луч света проходит это расстояние за 8 минут 20 секунд. В природе не существует большей скорости, чем скорость света — 300 000 км/с, никакое тело, никакая частица не мо-ут двигаться быстрее. Но если бы вдруг аше Солнце погасло, то мы на Земле узнали бы об этом только через 8 минут 20 секунд, так как Солнце от нас находится на огромном расстоянии.
МОЖНО ЛИ ИЗМЕРИТЬ ОБЪЕМ СОЛНЦА?
Точные измерения показывают, что диаметр Солнца — величина непостоянная.
Несколько лет назад астрономы обнаружили, что объем Солнца уменьшается и увеличивается на несколько километров каждые 2 часа 40 минут, причем этот период сохраняется строго постоянным. С периодом 2 часа 40 минут изменяется и светимость Солнца, т.е. излучаемая им энергия. Такие изменения объема Солнца называются радиальными пульсациями.
Кроме того, ученые, измеряя продолжительность солнечных затмений, а также прохождение Меркурия и Венеры по диску Солнца, заметили, что диаметр Солнца испытывает еще и очень медленные колебания со значительным размахом. Ученые определили, что в XVII веке диаметр Солнца превышал нынешний примерно на 2000 км. Именно в ту эпоху на Солнце длительное время не возникало пятен, т.е. его активность была сильно пониженной.
Что же будет происходить с Солнцем в дальнейшем? Уменьшаясь в размерах, оно становится активнее, отдает в окружающее пространство больше энергии. Но рано или поздно сжатие сменится расширением, и тогда активность Солнца пойдет на убыль. Астрономы еще не знают, когда это начнется, имеющихся наблюдений пока недостаточно для того, чтобы делать научные прогнозы.
Точные измерения показывают, что диаметр Солнца — величина непостоянная.
Несколько лет назад астрономы обнаружили, что объем Солнца уменьшается и увеличивается на несколько километров каждые 2 часа 40 минут, причем этот период сохраняется строго постоянным. С периодом 2 часа 40 минут изменяется и светимость Солнца, т.е. излучаемая им энергия. Такие изменения объема Солнца называются радиальными пульсациями.
Кроме того, ученые, измеряя продолжительность солнечных затмений, а также прохождение Меркурия и Венеры по диску Солнца, заметили, что диаметр Солнца испытывает еще и очень медленные колебания со значительным размахом. Ученые определили, что в XVII веке диаметр Солнца превышал нынешний примерно на 2000 км. Именно в ту эпоху на Солнце длительное время не возникало пятен, т.е. его активность была сильно пониженной.
Что же будет происходить с Солнцем в дальнейшем? Уменьшаясь в размерах, оно становится активнее, отдает в окружающее пространство больше энергии. Но рано или поздно сжатие сменится расширением, и тогда активность Солнца пойдет на убыль. Астрономы еще не знают, когда это начнется, имеющихся наблюдений пока недостаточно для того, чтобы делать научные прогнозы.