Trots den enkla formuleringen av frågan "Varför skiner solen?" svaret på det kräver en viss bas av fysisk kunskap och att presentera det i en mening är en svår uppgift. Vi kommer att försöka lösa det mot slutet av artikeln, som vi börjar med historisk bakgrund.
Berättelse
En av de första som försökte förklara solens natur ur vetenskaplig synvinkel var den antika grekiske astronomen och matematikern Anaxagoras, enligt vilken solen är en het metallkula. För detta fängslades filosofen. Innan den instrumentella studien av solen började på 1600-talet fanns det fortfarande en hel del spekulationer om solljusets natur, även till de ständigt brinnande skogarna på ytan.
Sedan 1600-talet har forskare upptäckt ett sådant fenomen som solfläckar, och det blir möjligt att beräkna solens rotationsperiod. Det blir tydligt att vår stjärna är en slags fysisk kropp med en komplex struktur. På 1800-talet uppträdde spektroskopi, med hjälp av vilken det var möjligt att sönderdela en solstråle i dess ingående färger. Således lyckas Fraunhofer, tack vare absorptionslinjerna, upptäcka ett nytt kemiskt grundämne som är en del av stjärnan - helium.
Redan i mitten av 1800-talet försökte forskare beskriva solens sken med hjälp av mer komplexa vetenskapliga hypoteser. Så Robert Mayer föreslog att stjärnan värms upp på grund av bombardering av meteoriter. Något senare, 1853, uppstod en mer rimlig idé, den så kallade "Kelvin-Helmholtz-mekanismen", enligt vilken solen värmdes upp på grund av gravitationskompression. Men i det här fallet skulle stjärnans ålder vara mycket yngre än vad den faktiskt är, vilket motsäger vissa geologiska studier.
Varför skiner solen
Den brittiske fysikern Ernest Rutherford var den första som kom med det korrekta svaret på denna fråga, som föreslog att radioaktivt sönderfall inträffar i solen och att det är denna som är källan till stjärnans energi. Senare, 1920, utvecklade den engelske astrofysikern Arthur Eddington Rutherfords idé, med argumentet att en termonukleär fusionsreaktion kunde inträffa i solens kärna under påverkan av det inre trycket från solens egen massa. Efter 10 år beräknades de huvudsakliga fusionsreaktionerna som genererade den observerade mängden energi.
Kortfattat kan den termonukleära reaktionen som får solen att skina beskrivas som fusion av protoner (vätekärnor) till en helium-4 kärna. Eftersom helium-4-kärnan har mindre massa än vätekärnan, emitteras energiskillnaden (fri energi) i form av fotoner - partiklar som är elektromagnetisk strålning.
Termonukleär reaktion
Proton-proton termonukleär fusionsreaktioner som sker inuti stjärnor med en solmassa eller mindre kan delas in i tre kedjor: ppI, ppII, ppIII. Av dessa står ppl för mer än 84 % av solens energi. Proton-protonreaktionen består av tre cykler, där den första är interaktionen mellan två protoner (två vätekärnor). Med tillräckligt med energi för att övervinna Coulomb-barriären smälter de två protonerna samman och bildar en deuteron. Eftersom deuteronkärnan, som består av två protoner, har mindre massa än två individuella protoner, genereras fri energi, på grund av vilken en positron och en elektronneutrino skapas, som emitteras från regionen där reaktionen ägde rum.
Därefter, på grund av interaktionen mellan en deuteron och en annan proton, bildas helium-3 med frigöring av energi i form av elektromagnetisk strålning. Ytterligare steg av reaktionen kan tydligt ses i diagrammet nedan.
Reaktioner som sker inne i solen
Förutom proton-proton termonukleär fusionsreaktion görs ett litet bidrag till den energi som frigörs av solen genom en reaktion av typen proton-elektron-proton (0,23%).
För att sammanfatta ovanstående, sänder solen ut elektromagnetiska vågor av olika frekvenser, inklusive i området för synligt ljus, som bildas av partiklar födda som ett resultat av frigjord energi under proton-proton (proton-elektron-proton) termonukleär fusionsreaktion .
Det beräknas att i genomsnitt mängden strålning som kommer från varje kvadratmeter av solytan är 62 tusen kilowatt, vilket är ungefär lika med kraften i Volkhovs vattenkraftstation. Strålningskraften från hela solen motsvarar arbetet med 5 miljarder miljarder (5·10 18) sådana kraftverk!
Låt oss ge en siffra till: varje kvadratmeter av solytan avger så mycket ljus som kunde produceras av 5 miljoner 100-watts glödlampor... Så outtröttligt "fungerar" vår strålande belysning inte på århundraden eller ens årtusenden, men i miljarder år!
Vad händer på solen? Var hämtar den kontinuerligt en verkligt kolossal mängd energi?
År 1920 föreslog den framstående engelske astronomen Arthur Eddington (1882-1944) först att termonukleär fusion kunde vara en källa till solenergi. Därefter utvecklade andra forskare denna idé. Enligt moderna idéer sker kärnreaktioner i solens djup och liknande stjärnor, det vill säga processer under vilka inte kemiska föreningar bildas, utan kärnor av nya kemiska element. Och i stjärnans heta inre, där temperaturen kan nå 15 miljoner grader, kommer kärnorna av väteatomer - protoner, som övervinner kraften av ömsesidig avstötning, närmare och "sammansmälter", bildar heliumkärnor. Denna process att omvandla väte till helium består av en kedja av tre på varandra följande kärnväxelverkningar som kallas proton-proton cykel, som ett resultat av vilket en heliumkärna bildas av fyra vätekärnor. Men massan av heliumkärnan är något mindre än massan av fyra protoner. Sålunda, när man syntetiserar 1 g väte är "massdefekten" 7 mg. Att veta detta och använda det som upptäcktes av Albert Einstein (1879-1955) lagen om förhållandet mellan massa och energi, kan man räkna ut att endast "förbränning" av 1 g väte frigör 150 miljarder kalorier! I en termonukleär solpanna bör 564 miljoner ton väte "brännas" varje sekund, det vill säga förvandlas till 560 miljoner ton helium. Och om hälften av vätereserverna som finns kvar på solen användes för termonukleär fusion, då skulle solen skina och värma jorden med oförminskad kraft i ytterligare 30 miljarder år. Det betyder att den termonukleära processen kan vara den där outtömliga solenergikällan som inte har etablerats på så länge.
Termonukleära reaktioner inträffar endast vid temperaturer över 10 miljoner grader. En så hög temperatur kan bara råda i den mycket "centrala" delen av solen med en radie lika med ungefär en fjärdedel av solens. Energin i denna självkontrollerade termonukleära reaktor frigörs i form av hårda gammastrålar.
"Läckaget" av strålning från solens centrum till ytan sker extremt långsamt. I det här fallet, i processen för energiöverföring från lager till lager, krossas gammakvanta. Först förvandlas de till röntgenkvanta, sedan till ultraviolett... Cirka 10 miljoner år kommer att gå innan de gammastrålar som föds i stjärnans tarmar kommer ut från den som fotoner av synligt ljus. Således genererades ljuset som sänds ut av solen idag i slutet av tertiärperioden, det vill säga långt innan den moderna människan uppträdde på jorden.
Men den optiska (synliga) strålningen från solen reflekterar inte den fysiska essensen av fenomenen som uppstår i stjärnans djup. Och i så fall är termonukleär solfusion bara en hypotes som måste bevisas.
Det är svårt att tro, men de stjärnorna som lyser från himlen på natten och solen som lyser upp oss under dagen är en och samma. Varför lyser solen på dagen och inte på natten som "normala" stjärnor? Låt oss dyka in i vetenskapen.
Solen är den stjärna som ligger närmast vår planet. Solen är mitten av vårt planetsystem, som fick sitt namn från stjärnans namn - Solar. Avståndet från jorden till solen är cirka 150 000 000 kilometer. Massan av en stjärna som kallas solen är 330 000 gånger större än massan på vår planet. Dessutom är solen inte en fast kropp som jorden, utan är en sfärisk ansamling av heta gaser. Om någon inte tror på solens gasformiga natur, föreställ dig bara: temperaturen på dess yta är cirka 6000 grader Celsius. Kärnan (den centrala delen) av solen värms upp till miljontals temperaturer. Inte ett enda material, legering eller element som för närvarande är känt för vetenskapen kan förbli fast vid sådana temperaturer.
Varför solen skiner: vetenskaplig förklaring Tidigare trodde man att solen skiner på grund av förbränningen av de element som utgör dess sammansättning. Men enligt grova uppskattningar, även grova sådana, kan den inte "bränna ut" på miljarder år. de flyter fritt över galaxens vidder. Men detta händer inte, solen har sken i miljarder år och tänker inte på att torka ut. Vad får solen att lysa? Forskare har upptäckt och bevisat att solens sken är resultatet av frigörandet av kolossala mängder energi som erhålls som ett resultat av termonukleära processer som förekommer i den. Termonukleära processer är anmärkningsvärda genom att förbrukningen av materia frigör miljontals gånger mer energi än vid förbränning. Ja, det är därför termonukleär energi är framtiden, dess nackdel är svårigheten att starta reaktionen. Att starta en termonukleär reaktion kräver enorma mängder energi och komplexa förbrukningsvaror, som syntetiskt uran eller plutonium.
Varför skiner solen på dagen och inte på natten Allt är enkelt här? Själva fenomenet natt är att en del av planeten vänder sig med sin "rygg" mot solen. Och eftersom planeten roterar jämnt runt sin axel, och ett varv tar ungefär 24 timmar, är det lätt att beräkna tiden som tilldelats natten - 12 timmar. Det visar sig att hälften av jorden är vänd mot solen i 12 timmar och den lyser upp den, och under de återstående 12 timmarna är den på andra sidan jordklotet, inte upplyst av solen. Det visar sig att när solen skiner har vi dag, och när solen inte lyser upp vår del av jorden har vi natt. Fenomen som morgon och kväll är biverkningar som orsakas av ljusets tvetydiga natur och den åtföljande effekten av diffraktion. Så, nu när du vet varför solen skiner, bör du också ta reda på hur mycket tid det har kvar att behaga oss. Detta är cirka 5 miljarder år, varefter, efter att ha förlorat ungefär en procent av sin massa, kommer solen att förlora stabilitet och slockna.
Mer information om Elhow: http://elhow.ru/ucheba/astronomija/pochemu-svetit-solnce?utm_source=users&utm_medium=ct&utm_campaign=ct
En växande person är intresserad av bokstavligen allt. Han ställer frågor om allt han ser. Varför skiner solen på dagen och stjärnorna på natten? Och så vidare och så vidare. Att svara på till synes enkla frågor är inte alltid lätt. Ibland saknas någon speciell kunskap. Och hur kan vi förklara något komplext på ett enkelt sätt? Alla kan inte göra detta.
Vad är en stjärna?
Utan detta koncept är det omöjligt att tydligt förklara varför solen lyser på dagen och stjärnorna på natten. Barn föreställer sig ofta stjärnor som små prickar på himlen, som de jämför med små glödlampor eller lyktor. Om vi drar en analogi kan de jämföras med enorma strålkastare. För stjärnorna är ofattbart enorma, otroligt varma och ligger på så långt avstånd från oss att de verkar smulor.
Vad är solen?
Först måste du berätta för oss att solen är ett namn, som ett namn. Och stjärnan närmast vår planet bär detta namn. Men varför är det inte en poäng? Och varför skiner solen på dagen och stjärnorna på natten, om de är likadana?
Solen verkar inte vara en punkt eftersom den är mycket närmare än de andra. Även om det också är långt ifrån det. Om du mäter avståndet i kilometer blir antalet lika med 150 miljoner. En bil kommer att resa denna sträcka om 200 år om den rör sig utan att stanna med en konstant hastighet på 80 km/h. På grund av sitt otroligt stora avstånd verkar solen liten, även om den är sådan att den lätt skulle kunna ta emot en miljon planeter som jorden.
Solen är förresten långt ifrån den största och inte särskilt ljusstarka stjärnan på vår himmel. Den ligger helt enkelt på samma plats som vår planet, och resten är utspridda långt i rymden.
Varför syns solen under dagen?
Först måste du komma ihåg: när börjar dagen? Svaret är enkelt: när solen börjar skina över horisonten. Utan hans ljus är detta omöjligt. Därför kan vi, när vi svarar på frågan om varför solen skiner under dagen, säga att dagen i sig inte kommer om solen inte går upp. När allt kommer omkring, så fort det går bortom horisonten kommer kvällen och sedan natten. Förresten är det värt att nämna att det inte är stjärnan som rör sig, utan planeten. Och förändringen från dag till natt sker på grund av att planeten jorden roterar utan att stanna runt sin fasta axel.
Varför syns inte stjärnorna under dagen om de, som solen, alltid lyser? Detta förklaras av närvaron av en atmosfär på vår planet. I luften skingras de och överglänser stjärnornas svaga sken. Efter att den har satt, upphör spridningen och ingenting blockerar deras svaga ljus.
Varför månen?
Så solen skiner på dagen och stjärnorna på natten. Orsakerna till detta ligger i luftskiktet som omger jorden. Men varför är månen ibland synlig, ibland inte? Och när den är där kan den anta olika former - från en tunn skära till en ljus cirkel. Vad beror detta på?
Det visar sig att månen själv inte lyser. Den fungerar som en spegel som reflekterar solens strålar mot marken. Och observatörer kan bara se den del av satelliten som är upplyst. Om vi betraktar hela cykeln, börjar den med en mycket tunn månad, som liknar en inverterad bokstav "C" eller en båge från bokstaven "P". Inom en vecka växer den och blir som en halv cirkel. Under nästa vecka fortsätter den att öka och för varje dag närmar den sig en hel cirkel. Under de kommande två veckorna minskar mönstret. Och i slutet av månaden försvinner månen helt från natthimlen. Mer exakt är det helt enkelt inte synligt, eftersom bara den del av det som vände sig bort från jorden är upplyst.
Vad ser människor i rymden?
Astronauter i omloppsbana är inte intresserade av frågan om varför solen lyser på dagen och stjärnorna på natten. Och detta beror på att båda är synliga där samtidigt. Detta faktum förklaras av frånvaron av luft, vilket förhindrar ljus från stjärnorna från att passera genom solens spridda strålar. Du kan kalla dem lyckliga eftersom de direkt kan se både den närmaste stjärnan och de som är långt borta.
Förresten skiljer sig nattljusen i färg. Dessutom är detta tydligt synligt även från jorden. Det viktigaste är att titta noga. De hetaste lyser vita och blå. De stjärnor som är kallare än de tidigare är gula. Dessa inkluderar vår sol. Och de kallaste avger rött ljus.
Fortsätter samtalet om stjärnorna
Om frågan om varför solen skiner på dagen och stjärnorna på natten uppstår bland äldre barn, kan du fortsätta samtalet genom att komma ihåg stjärnbilderna. De kombinerar grupper av stjärnor som finns på ett ställe på himmelssfären. Det vill säga att de verkar ligga i närheten av oss. Faktum är att det kan vara ett stort avstånd mellan dem. Om vi kunde flyga långt från solsystemet skulle vi inte känna igen stjärnhimlen. För konstellationernas konturer skulle förändras mycket.
I dessa grupper av stjärnor sågs konturerna av mänskliga figurer, föremål och djur. I detta avseende dök olika namn upp. Ursa Major och Ursa Minor, Orion, Cygnus, Southern Cross och många andra. Idag finns det 88 stjärnbilder. Många av dem är förknippade med myter och legender.
På grund av stjärnbilden ändrar de sin position på himlen. Och vissa är i allmänhet endast synliga under en viss säsong. Det finns stjärnbilder som inte kan ses på norra eller södra halvklotet.
Med tiden förlorade stjärnbilderna mindre stjärnor och utifrån deras mönster blev det svårt att gissa hur namnet kom till. Den mest kända stjärnbilden på norra halvklotet, Ursa Major, har nu förvandlats till en "hink". Och moderna barn plågas av frågan: "Var är björnen?"
Avsnitt: Grundskola, Tävling "Presentation för lektionen"
Presentation för lektionen
Bakåt Framåt
Uppmärksamhet! Förhandsvisningar av bilder är endast i informationssyfte och representerar kanske inte alla funktioner i presentationen. Om du är intresserad av detta arbete, ladda ner den fullständiga versionen.
Lektionens mål:
- bilda en uppfattning om stjärnorna;
- utveckla idéer om form, storlek, färg på föremål;
- utveckla förmågan att arbeta i team.
Utrustning: lärobok ”Världen omkring oss” 1:a årskurs författaren A.A. Pleshakov, arbetsbok, projektor, presentation, plasticine.
LEKTIONENS FRAMSTEG
1. Organisationsstadiet
2. Motivation till pedagogisk verksamhet
– Killar, idag kom Ant för att säga tack. Du svarade på många av hans frågor, men han kan inte lösa gåtan. Och efter att ha gissat gåtan kommer vi att ta reda på ämnet för vår lektion.
(2 bilder)
Mysterium
Kornet som sprids om natten,
Vi tittade på morgonen - det fanns ingenting.
Vad är det här? (Stjärnor)
– Idag ska vi leta efter svaret på frågan "Varför lyser solen på dagen och stjärnorna på natten?"
Barn ställer sig upp och säger orden:
"Snabba raketer väntar på oss
Till avlägsna planeter
Vilken vi än vill
Vi flyger till den här
Stjärnor, vänta på att vi ska besöka dig.” (3 bilder)"Ett, två, tre
Du måste sitta ner försiktigt
För att inte röra enheterna.
Ta en stol,
Spänn fast dina säkerhetsbälten."
3. Uppdatering av kunskap
– Vi flyger genom yttre rymden och ser många lysande punkter. (4 bilder)
- Vad är det här? (dessa är stjärnorna)
-Vad är stjärnor?
Barn uttrycker sina gissningar.
4. Presentation av nytt material
(5 bilder)
Stjärnor är stora flammande bollar. De är långt från jorden och verkar därför små. De flimrar i olika färger: röd, vit, gul, blå.
(6 bilder)
Vita och blå stjärnor är väldigt heta. Gula stjärnor är kallare än vita, röda är kallare än gula. Storleken på stjärnor är olika.
– Varför lyser stjärnorna på natten och solen på dagen?
– Vad tycker ni?
(Barnens svar)
5. Modellera stjärnor
(7 bild)
– Nu ska vi skapa modeller av stjärnor. Vilken är den största stjärnan? (Aldebaran)
- Och den minsta? (Sol)
– Vilken stjärna är kallare? (Aldebaran)
– Vilka stjärnor är väldigt heta? (Regulus och Sirius)
– Varför verkar stjärnorna små?
Slutsats. Solen är en stjärna, en gul dvärg.
6. Idrottsminut
7. Konsolidering av ny kunskap
(9 bild)
Solen är en stjärna som vi ser under dagen.
– Varför ser vi solen, men inte en så stor stjärna Aldebaran? (Detta är den stjärna som ligger närmast jorden)
Solen är en enorm eldboll. Temperaturen på solens yta är 20 miljoner grader. Solen är 109 gånger större än jorden.
Om du föreställer dig att bollen är solen, så är ärtan vår jord. Solen skapar vår dag, dess strålar når jordens yta, värmer den och lyser upp den. Utan solen skulle det inte finnas något liv på jorden. Medan solen skiner syns inte andra stjärnors utstrålning.
8. Fysisk träningsminut
9. Arbeta med sidan 89 i läroboken
Stjärnor, stjärnor, från länge sedan
Fastkedjade dig för alltid
En mans giriga blick.
Människor har observerat stjärnorna under lång tid. Tidigare kallades de stjärnskådare, men nu är forskare astronomer. (10 bilder)
Människor som tittade på stjärnorna märkte att de bildar olika figurer: fåglar, djur, människor. Dessa figurer kallades konstellationer och fick namn.
Mysterium
Från vilken hink?
De dricker inte, de äter inte,
Men de bara tittar på honom. (Stjärnbilden Ursa Major)
Inte långt från denna konstellation upptäckte människor en annan konstellation Lejonet. Den består av 70 stjärnor.
10. Lektionssammanfattning
Vi kom tillbaka från flyget
Och de föll till jorden.
Frågor. (12 bilder)
11. Reflektion
Det finns två solar på tavlan: glad och ledsen.
- Killar, om du arbetade aktivt på lektionen och lärde dig något nytt om stjärnorna, lägg sedan till en stråle av glad sol, och om du var uttråkad på lektionen och inte lärde dig något nytt, lägg till en stråle av sorglig sol.
