Лекція №9

Тема.

Основні відомості про Сонце, його будова. Джерела сонячної енергії. Сонячна активність та її вплив на Землю.

План лекції.

1. Основні відомості про Сонце.

2. Будова Сонця.

3. Атмосфера Сонця.

4. Джерела енергії Сонця

5. Сонячна активність та її вплив на Землю.

Література. Л4 (ст. 85–89); Л5 (ст.112–122)

1. Основні відомості про Сонце.

Зоря Сонце – центральне тіло Сонячної системи. Знаючи відстань Земля–Сонце (1а.о. = 150млн км) і кутовий радіус Сонця г = 16', можна знайти його лінійний радіус R_c = 700 000 км. Радіус Сонця в 109 разів перевищує радіус Землі.

Маса Сонця М = 1,989 • 10³⁰ кг, що у 333 тис. разів більша за масу Землі. Середня густина сонячної речовини р = 1,4 г/см³, що в 4 рази менша від середньої густини Землі, проте у зовнішніх шарах зорі густина в мільйони разів менша, а в центрі – у сотні разів більша (152 т/м³).

Сонце випромінює енергію в усьому діапазоні довжин електромагнітних хвиль: від γ-випромінювання до радіохвиль. Світність Сонця (тобто потужність випромінювання) L = 3,85 • 10²⁶ Вт. Щоб краще уявити цю величину, зауважимо, що при сучасному розвитку електроенергетики людство лише за 10млн років змогло б виробити таку кількість електроенергії, яку випромінює Сонце за 1с.

Температура Сонця визначається за характеристиками випромінювання на поверхні Сонця. Вона має нерівномірний розподіл по поверхні та різні значення для різних ділянок спектра, але в середньому вона дорівнює 6 000К.

Хімічний склад Сонця встановили, досліджуючи його спектри поглинання та випромінювання. Неперервний спектр Сонця містить понад 10 000 ліній поглинання, які називаються фраунгоферовими. Під час повного сонячного затемнення, коли зникає створений поверхнею Сонця неперервний спектр, темні фраунгоферові лінії поглинання змінюються яскравими лініями випромінювання гарячого газу хромосфери. 1814 р. німецький фізик Й. Фраунгофер описав 570 ліній поглинання хімічних елементів. 1857 р. німецькі фізики Г.Кірхгоф і Р.Бунзен порівняли довжини хвиль фраунгоферових ліній з досліджуваними в земних лабораторіях довжинами хвиль і ототожнили близько десяти хімічних елементів. Але справжнім тріумфом астрофізики стало відкриття нового хімічного елементу — гелію. Спостерігаючи спектр Сонця, англійський астроном Джозеф Лок'єр 1868 р. виявив у ньому яскраву жовту лінію поблизу лінії натрію .Невідомий елемент, якому належала ця лінія, отримав назву гелій, тобто «сонячний». І лише 1895 р. гелій було знайдено на Землі при дослідженні спектрів окремих мінералів.

Загалом у спектрі Сонця виявлено лінії 72 хімічних елементів, визначено їхню відносну кількість.. Встановлено, що нині 70 % маси Сонця становить водень, 28 % — гелій, кількість інших важких елементів не перевищує 2 %.

Обертання Сонця. Регулярні спостереження поверхні Сонця, зокрема, за положенням на ній окремих деталей, привели до висновку, що Сонце обертається навколо своєї осі в тому ж напрямку, що і планети навколо нього, тобто проти годинникової стрілки, якщо розглядати цей рух з боку Північного полюса світу. Кутова швидкість його обертання зменшується з віддаленням від екватора. Так, сидеричний період обертання Сонця на екваторі становить 25 діб, а біля полюсів — 30 діб.