Солнечно-земные связи

Федеральное агентство по образованию

Михайловский  филиал

ГОУ ВПО ”Волгоградский государственный педагогический университет” 

факультет - педагогический 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Р  Е Ф Е Р А  Т 

тема: "Солнечно-земные связи" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

Михайловка

2010г. 
 

Содержание 

Введение 

 

1. Солнце – источник  жизни на земле  

2. Солнечная атмосфера 

3. Состав Солнца 

4. Что говорит наука  о Солнце 

5. Каковы источники  энергии Солнца 

6. Солнечные и лунные  затмения 

7. Солнечно-земные связи

8. Магнитные бури 

9. Магнитосфера 

10. Радиационные пояса  Земли 

11. Геомагнитные пульсации 

12. Природные ритмы  и человечество 

Заключение 

Литература  

Введение 

Солнце является ближайшей к нам и довольно типичной звездой, которая наблюдается как протяженный объект. Оно само и его корона представляют собой естественную лабораторию для изучения фундаментальных характеристик плазмы.

Научная значимость исследований Солнца состоит еще  и в том, что оно оказывает  решающее влияние на основные процессы на Земле, в том числе на некоторые технические системы. Такое воздействие сказывается на работе различных радиосистем, энергосетей, проводных линий связи в Арктике, на интенсивности индуцированных электрических токов в трубопроводах и т.д. Серьезность проблемы лишний раз была продемонстрирована полным выходом из строя телевизионного ретрансляционного спутника «Telstar‑401» произошедшим 11 января 1998 г. в результате его усиленного облучения энергичными частицами.

Постепенно  возникает осознание того, что проявления солнечной активности оказывает сильное влияние и на организм человека. Начинает развиваться служба медицинского предупреждения о возникновении геомагнитных бурь вызванных солнечной активностью.  

1. Солнце – источник  жизни на земле 

Если спросить любого человека, какое из небесных светил имеет наибольшее значение для нас на Земле, то, наверно, услышим, что Солнце. Не будь Солнца, не было бы на Земле зеленых лугов, тенистых лесов и рек, цветущих садов, хлебных полей, не могли бы существовать ни человек, ни животные, ни растения.

Значение  Солнца для жизни на Земле человек  чувствовал уже в далекие времена. Но первобытным людям Солнце представлялось каким-то сверхъестественным существом. Оно обожествлялось почти всеми  народами древности.

Наши предки славяне поклонялись богу солнечных лучей – Яриле. У древних римлян был бог Солнца – Аполлон. Цари и князья, чтобы возвеличить свою власть, старались внушить людям представление о своем происхождении от бога Солнц

Различные религиозные  верования и обряды, связанные с этими древними представлениями о Солнце, сохранились и до наших дней, например в праздновании пасхи, которое всегда связано с наступлением весны и обновлением всей природы от живительных солнечных лучей.

Всякое движение на Земле происходит главным образом за счет энергии, которая поступает к нам в солнечных лучах. Солнце – источник жизни на Земле.

Великий русский  ученый К.А. Тимирязев в своей  замечательной книге «Жизнь растения»  писал: «Когда-то где-то на Землю упал луч Солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы… Пища служит источником силы в нашем организме потому только, что она – не что иное, как консерв солнечных лучей…»

 

2. Солнечная атмосфера 

Во время  полных солнечных затмений, когда  вся фотосфера закрыта лунным диском, вокруг Солнца, у самого его края, видна слабо светящаяся красноватым светом кайма. Это слой раскаленных газов над фотосферой. За свою окраску он назван хромосферой. Она состоит из множества узких выступов пламени, отдельных струй, находящихся в движении. В сильный телескоп хромосфера имеет вид горящей травы в степи. Хромосфера простирается над фотосферой на высоту до 14 тыс. км. Она в общем так же нагрета, как фотосфера в своем верхнем слое. Временами в хромосфере наблюдаются блестящие вспышки вблизи солнечных пятен, развивающиеся в течение нескольких минут и затем угасающие, – как бы взрывы. Они отличаются очень сильным излучением, которое, достигая Земли, оказывает большое влияние на некоторые явления в земной атмосфере.

В отдельных  местах хромосферы во время затмений бывают видны вздымающиеся над ней красноватые выступы газов, названные протуберанцами. Астрономы, наблюдая на протяжении долгого времени Солнце, выяснили, что протуберанцы – это громадные струи солнечного вещества, одинаковые по своему составу с хромосферой.

Астрономы установили, что протуберанцы изменяются по-разному: одни медленно, сохраняясь дни и  месяцы, другие – быстро. Нередко  они вздымаются над солнечной  поверхностью на сотни тысяч километров и вскоре исчезают. Иногда протуберанцы появляются высоко над хромосферой и затем опускаются к ней. Некоторые протуберанцы связаны с темными пятнами. Наблюдается также движение солнечного вещества от одного протуберанца к другому. Протуберанцы могут появляться на всей поверхности Солнца – от экватора до полюсов. Температура протуберанцев 7000 – 10 000°, т.е. выше температуры хромосферы.

Количество  протуберанцев на Солнце меняется в  среднем за тот же 11-летний период, как и число пятен и факелов. В годы максимума пятен всегда больше и протуберанцев. Во время солнечных затмений можно видеть не только красноватую хромосферу и выступающие из нее – протуберанцы, но и самую внешнюю оболочку Солнца, светящуюся слабым серебристым светом. Ее называют короной. В разные годы солнечная корона имеет неодинаковый вид. Астроном А.П. Ганский установил, что вид короны связан с количеством пятен на Солнце. В годы максимума пятен корона широко раскинута вокруг Солнца, образуя как бы светлый венец. В годы же минимума пятен корона вытянута вдоль экватора Солнца. Корона Солнца и его хромосфера излучают радиоволны, которые принимают на Земле при помощи радиотелескопов.

В общем же все явления на Солнце связаны  между собой, а их интенсивность  периодически усиливается и ослабляется  в среднем через каждые 11 лет. Так как этот период не всегда одинаков, нельзя заранее точно предсказать наступление максимумов и минимумов явлений на Солнце и их интенсивность; необходимо все время наблюдать за Солнцем и отмечать все происходящие на нем изменения.  

3. Состав Солнца 

Из чего состоит Солнце? Об этом рассказывает нам спектр солнечных лучей.

Солнечные лучи идут к нам от очень горячей  фотосферы и проходят через газы солнечной атмосферы, из которых  каждый химический элемент поглощает  определенные лучи. Поэтому спектр солнечных лучей и получается в виде цветной полосы с отдельными темными линиями. По этим линиям и определили состав солнечной атмосферы.

Оказалось, что  на Солнце больше всего водорода, а  затем гелия. Открыто там много  и других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.), но все вместо они составляют очень малую долю по сравнению с 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 вещество может находиться в самых различных состояньях.

Корона во внутренней части представляет собой  чрезвычайно разреженное облако легких частичек, главным образом  частичек электричества – электронов, выделяющихся из нижележащих слоев. Все они быстро движутся в разных направлениях, но преимущественно в сторону от Солнца. Скорость их так же велика, как у газа при температуре до миллиона градусов. Во внешней части короны к ним примешаны и частички пыли, которая носится в межпланетном пространстве.

Астрономы много  сделали для изучения различных  явлений на Солнце, в особенности  во время полных солнечных затмении. Ведь те несколько минут, в течение  которых происходит полное солнечное  затмение, являются лучшим временем для наблюдения солнечной короны, хромосферы, протуберанцев и многих других явлений, происходящих на Солнце. В настоящее время, впрочем, созданы специальные приборы и методы, при помощи которых можно исследовать многие области Солнца и без затмении; построены и специальные солнечные обсерватории.

В нашей стране изучением Солнца особенно успешно  занимаются Крымская астрофизическая  обсерватория и Горная солнечная  станция Пулковской обсерватории около  Кисловодска на Кавказе.  

4. Что говорит наука  о Солнце

Что же говорит  нам наука о Солнце? Как далеко Солнце от нас и как оно велико?

Расстояние  от Земли до Солнца составляет почти 150 млн. км. Легко написать это число, но представить себе такое большое  расстояние трудно. Быстрее всего  в природе распространяется свет. Он идет со скоростью 300 тыс. км/сек. В течение одной секунды свет может почти восемь раз обойти вокруг Земли. При такой громадной скорости свету все же требуется больше 8 минут, чтобы дойти к нам от Солнца.

На небе мы наблюдаем Солнце в виде диска сравнительно небольшого размера. Зная же расстояние от нас до Солнца и угол, под которым виден диск Солнца, можно вычислить действительный его диаметр. Солнечный диаметр оказывается в 109 раз больше диаметра земного шара.

Чтобы составить  шар, равный по объему Солнцу, нужно взять 1 301 000 таких шаров, как наша Земля. Представьте себе большой арбуз и зернышко пшена – это и даст вам понятие о сравнительных размерах Солнца и нашей планеты. Изучая движение планет под действием притяжения Солнца, астрономы определили массу Солнца. Она оказалась почти в 333 400 раз больше массы Земли. Сопоставьте это число с числом 1 301 000, которое представляет объем Солнца сравнительно с объемом земного шара. Это показывает, что Солнце состоит из вещества, почти в 4 раза менее плотного, чем Земля. Средняя плотность Земли по отношению к воде 5,5, а Солнца – 1,4, и тем не менее масса Солнца чрезвычайно велика. Если даже взять все планеты вместе с их спутниками, то окажется, что общая их масса почти в 750 раз меньше массы одного Солнца.

От Солнца мы получаем очень много тепла  и света. А зная, на каком громадном  расстоянии оно находится от нас, можно заключить, каким же горячим  оно должно быть. В самом деле, чем выше температура тела, чем  оно сильнее накалено, тем оно  ярче. Солнце ярче электрической дуги, которую впервые открыл и описал русский физик В.В. Петров. А ведь температура электрической дуги доходит до 3500°, и все вещества при такой температуре не только плавятся, но и обращаются в пар (газ). Температура Солнца еще выше. При помощи особых приборов ученым удалось определить, что температура на поверхности Солнца достигает 6000°.

Вследствие  такой высокой температуры Солнце не может быть ни в твердом, ни в  жидком состоянии.

Солнце –  это колоссальный шар, состоящий  из раскаленных газов, в центре которого температура достигает 20 млн. градусов. Раскаленные солнечные газы находятся в постоянном движении.

5. Каковы  источники энергии Солнца 

Откуда берется  энергия Солнца, не остывает ли оно  и долго ли еще будет снабжать Землю теплом и светом? Делалось много разных предположений об источниках солнечной энергии. Но только новые открытия физики позволили это объяснить. Зная, что происходит в наружных слоях Солнца, и пользуясь законами физики, астрономы установили, что в недрах Солнца температура около 20 млн. градусов. В этих условиях происходит сложное превращение самого легкого элемента – водорода – в гелий. При этом выделяется огромное количество атомной энергии, которой вполне достаточно, чтобы обеспечить излучение Солнца. Водорода же на Солнце очень много. Подсчитано, что его хватит еще на десятки миллиардов лет. Поэтому нам не грозит никакая катастрофа из-за ослабления солнечного излучения