Солнечная активность. Влияние на человека
Солнце – это основной источник энергии на земле и первопричина, создавшая большинство других энергетических ресурсов нашей планеты, таких, как запасы каменного угля, нефти, газа, энергии ветра и падающей воды, электрической энергии и т.д.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 referat_po_fizike.doc | 124 КБ |
 prezentatsiya_po_fizike.ppt | 2.02 МБ |
Предварительный просмотр:
Реферат на тему:
Солнечная активность.
Влияние на человека
Работу выполнила: Пачулия Нино ученица 7А класса средней общеобразовательной школы №16 имени полного кавалера ордена Славы
В.С. Королёва
г. Тулы
Руководитель научно-исследовательской работы:
Пехтерева Людмила Николаевна
Успешный человек – всегда потрясающий художник своего воображения. Воображение гораздо важнее знания, ибо знание ограничено, а воображение – беспредельно.
Альберт Эйнштейн
Содержание
1. Введение
2. Ранние наблюдения Солнца
3. Гипотеза Секки - Юнга о строении Солнца
4. Другие гипотезы
5. Развитие современного научного понимания
6. Солнце как переменная звезда
7. Наблюдения солнца и опасность для зрения
8. Солнечные затмения
9. Солнце в мировой культуре
10. Солнце и Земля
11. Учёные признали Солнечную систему редкостью
12. Заключение
13. Список литературы
Введение
В центре нашей солнечной системы расположена звезда под названием Солнце. Вокруг Солнца вращаются девять планет и множество более мелких небесных тел – астероидов и комет. Все они удерживаются на своих орбитах притяжением Солнца. Аналогичным образом вокруг большинства планет вращаются один или несколько спутников. У планет-гигантов имеются ещё и кольца; самые крупные – у Сатурна.
Все планеты движутся примерно в одном направлении и примерно в одной плоскости. Их орбиты представляют собой вытянутые окружности, называемые эллипсами. Поэтому расстояние между любой планетой и Солнцем всё время меняется. Орбиты комет более вытянутые. Некоторые из них пролетают совсем рядом с Солнцем, то удаляются от него в ледяную бездну.
Тысячи лет люди наблюдали за движением небесных тел невооружённым глазом. Четыре века назад люди изобрели телескоп, и астрономы получили возможность более подробно рассмотреть наших соседей по космосу. Веками люди считали свою планетную систему единственной, но недавно учёные обнаружили планеты, которые вращаются вокруг других звёзд, похожих на Солнце.
Ранние наблюдения Солнца
С самых ранних времён человечество отмечало важную роль Солнца — яркого диска на небе, несущего свет и тепло. Во многих доисторических и античных культурах Солнце почиталось как божество. Культ Солнца занимал важное место в религиях цивилизаций Египта, инков, ацтеков. Многие древние памятники связаны с Солнцем: например, мегалиты точно отмечают положение летнего солнцестояния (одни из крупнейших мегалитов такого рода находятся в Набта-Плайя (Египет) и в Стоунхендже (Англия)), пирамиды в Чичен-Ице (Мексика) построены таким образом, чтобы тень от Земли скользила по пирамиде в дни весеннего и осеннего равноденствий, и т. д. Древнегреческие астрономы, наблюдая видимое годовое движение Солнца вдоль эклиптики, считали Солнце одной из семи планет. В некоторых языках Солнцу, наравне с планетами, посвящён день недели.
Гипотеза Секки и Юнга о строении Солнца
Нет еще ни одной гипотезы, которая сколько-нибудь объясняла бы строение Солнца и явления, замеченные на нем. Это происходит не столько от недостатка наблюдений, сколько от несоизмеримости процессов на Солнца с земными. Невозможно уяснить себе, и тем более повторить на опыте, те условия давления, температуры, напряжения электромагнитных сил, в которых находится вещество на Солнце теперь, пожалуй, можно считать наиболее удовлетворительными следующие взгляды Секки (вторая его гипотеза), несколько измененные Юнгом. Солнце - газообразное тело; его внутренность состоит из паров различных химических элементов. Температура так высока, что они находятся в состоянии диссоциации (не могут вступить в химические соединения). Вследствие давления эти пары и газы имеют громадную плотность - совершенно отличны от нашего обычного понятия о газах - они похожи скорей на вязкое тело вроде смолы. И все-таки они не могут перейти в жидкость: температура, господствующая на Солнце, выше критических температур всех паров. Эта вязкая масса сохраняет главные отличительные черты газов: объем ее обратно пропорционален давлению; она непрерывно расширяется при повышении температуры (не имеет точки кипения); закон диффузии газов сохраняет для нее свою силу. Ближе к поверхности Солнца давление слабеет, газы теряют свою плотность. Вследствие лучеиспускания температура здесь понижается, пары начинают сгущаться в туманы, в капельно-жидкие облака. Вещество в газообразном перегретом состоянии светится слабо; сгущаясь в капли тумана, оно дает ослепительный блеск. Первыми, ближе к центру, осаждаются тяжелые металлы; это объясняет их кажущееся отсутствие на Солнце, отсутствие соответственных Фраунгоферовых линий. При образовании металлических туманов - фотосферы Солнца - выделяется новый запас тепла, часть тумана снова обращается в газ, снова наступает охлаждение; весь процесс идет весьма бурно. Капельно-жидкие туманы ниспадают дождем обратно в низшие слои, давят на них. Более постоянные пары и газы с силой прорываются (все еще в состоянии диссоциации) сквозь слои уже осажденных туманов, рвут их на части (крупинки фотосферы). Чем быстрее местное охлаждение и чем энергичнее образование светящихся облаков фотосферы, тем с большей силой, на большую высоту, поднимаются газовые извержения. Хлопья фотосферы состоят из различных веществ, каждое сгустилось там, где нашло подходящие условия давления и температуры. Крупинки фотосферы носятся среди газов почти того же состава, еще не сгустившихся в жидкость. Эта атмосфера, частью между крупинками, частью чуть-чуть выше их, производит Фраунгоферовы линии; это - "обращающий слой" (см. Спектральный анализ), который был замечен при затмениях. Некоторым наблюдателям удавалось уловить момент, после исчезновения фотосферы и снова перед самым ее появлением, когда все Фраунгоферовы линии обращались, становились яркими; в щель спектроскопа виден тогда слой раскаленных газов, омывающих крупинки фотосферы. Чем постояннее пар, тем дальше вырывается он. Эти пары, перегретые внутри Солнца, сохраняют некоторое время еще температуру выше окружающей атмосферы и потому дают местные обращения темных линий. Пары многих металлов, особенно кальция, выливаются на поверхности обращающего слоя - мы видим их как факелы. Другие, вырываясь с большей энергией, образуют выступы. Солнечные пятна солнечные появляются там, где обильны извержения, они - следствие различных извержений. Пятна "убирают" все продукты извержений; по выражению Юнга, они служат сточными трубами фотосферы. Металлические пары поднимаются, благодаря скорости извержения, на громадную высоту, где давление уже сравнительно ничтожно. Здесь они быстро охлаждаются, но не переходят в жидкость, тускнеют и падают обратно все еще в газообразном состоянии (спектр поглощения состоит из отдельных линий). Слой туманов фотосферы легко изгибается: там, где извергаются газы, он приподнят, по соседству же для равновесия, в силу уменьшения давления изнутри, должны образоваться впадины. В эти-то впадины, неизменно сопутствующие извержениям, собираются их охлажденные продукты; впадины темнеют, мы видим солнечные пятна. Чем энергичнее, дольше извержение, чем разнообразнее состав его, тем резче пятно. "Поверхностные пятна расширяют только одну линию D натрия; пятна средней глубины расширяют линии кальция; наконец, в спектрах очень темных пятен расширены и линии железа, но менее чем линии кальция. Другие линии более тяжелых металлов, занимающих более глубокие части пятен, не расширены вовсе... В пятне пары металлов расположены слоями" (Секки). Газовые извержения светятся слабо, для глаза мало заметны; пятно просвечивает сквозь них и кажется главным, преобладающим явлением. На спектрографических же снимках пятна почти заслонены могучими извержениями.
Другие гипотезы
Из прежних гипотез, предложенных до открытия спектрального анализа, наиболее распространена была гипотеза Гершеля. Основываясь на результатах Вильсона и других, видевших в пятнах впадины, Гершель решил, что Солнце состоит из темного, холодного ядра, окруженного двумя оболочками. Внешняя раскаленная и ослепительно яркая, и внутренняя - мало прозрачная, предназначенная специально для предохранения жителей Солнца (а таковые, по взглядам Гершеля, должны непременно существовать) от ужасного жара и света первой оболочки. Пятна - разрывы в этих оболочках, и назначены, чтобы сквозь них жители Солнца могли созерцать вселенную. Эта примитивная теория, державшаяся в науке чуть не столетие, была окончательно опровергнута спектральным анализом. Правда, она геометрически объясняет пятна, а даже этого нельзя сказать про другие гипотезы XVIII столетия. Так, Лаланд видел в пятнах вершины солнечных гор, омываемых огненным океаном. Случайное совпадение двух-трех комет с минимумом пятен заставило Т. Майера предположить, что пятна не что иное, как нагар Солнца, улетающий по временам в виде кометы. Совершенно иной характер имеют новейшие гипотезы Цёлнера, Фая, основанные на спектральных наблюдениях. Если, в общем, они менее удовлетворительны, чем вышеизложенная гипотеза Секки, то некоторые частности явления пятен они объясняют, пожалуй, даже лучше. Цёлнер развивает взгляды, высказанные Кирхгофом; он считает Солнце жидкой, расплавленной массой, а пятна - шлаками, плавающими на ней. Совершенно аналогично земным процессам, там, где атмосфера Солнца чище, спокойнее - охлаждение сильнее и осадки быстрее сгущаются; как у нас садится иней, идет дождь, так на Солнце собираются охлажденный твердые и жидкие мельчайшие частицы металлов - образуются пятна. Они вызывают, в свою очередь, бурные течения в атмосфере - извержения. Пятна препятствуют лучеиспусканию в пространство: температура снова повышается, и пятно тает. Пятна чаще в тех областях, где атмосфера прозрачнее и чище. Шлакообразные осадки не находятся непременно над уровнем фотосферы, они могут частью вытеснять жидкую массу; с другой стороны, наблюдения, рисующие пятна как глубокие впадины, дают еще место сомнениям и возражениям. Гораздо менее удачны идеи Цёлнера о Солнце, как о жидком шаре, а также о пылеобразных осадках (спектр указывает на газ). - Фай видит в пятнах вихри, произошедшие от встречи двух соседних слоев фотосферы, одаренных различными скоростями. Пятна подобны земным смерчам и ураганам, в меньшем размере - водоворотам. Стенки воронки вихря мы видим под очень острым углом - полутень пятна. Впрочем, вихрь втягивает в себя сверху более холодные темные облака, а они заслоняют внутренние части пятна. Пятно наполнено, таким образом, холодными, стремящимися вниз, газами, что совершенно отвечает спектральным наблюдениям. Хорошо объясняется и струйчатое строение полутени некоторых пятен; однако, пятна совершенно не обнаруживают общего закона вращения циклонов, который необходим по гипотезе Фая. Увлеченные тем или другим отдельным явлением, авторы гипотез и пригоняют к нему свои идеи, а общее строение, жизнь С. остается необъяснимой. Кое-как еще справляются с видимыми деталями пятен, факелов, но многие спектральные явления, и даже самые резкие, самые рельефные, еще не поддаются объяснению. Здесь недостаточно даже смелой гипотезы Локьера о разложении химических элементов на простейшие, о нескольких системах спектральных линий, принадлежащих все одному и тому же химическому элементу (см. Спектральный анализ). В то время, как одни из линий элемента видны, другие - незаметны; одни линии смещены и указывают на громадные скорости, другие линии того же самого элемента остаются неподвижными. Из других фактов стоит указать на удивительное, повсеместное на Солнце, напряжение линий Н и К, которые считают принадлежащими кальцию. Каким образом этот элемент пронизывает все оболочки и располагается в таком количестве выше оболочек водорода, газа несравненно легчайшего, что линии H и К далеко преобладают над линиями водорода? Почти можно сказать, что до последнего времени, чем разностороннее прилагались методы исследования, тем новее и удивительнее открывались явления на Солнце, и тем непонятнее становилась жизнь Солнца.
Развитие современного научного понимания
Одним из первых попытался взглянуть на Солнце с научной точки зрения греческий философ Анаксагор. Он говорил, что Солнце — это не колесница Гелиоса, как учила греческая мифология, а гигантский, «размерами больше, чем Пелопоннес (административный округ Греции)», раскалённый металлический шар. За это еретическое учение он был брошен в тюрьму, приговорён к смерти и освобождён только благодаря вмешательству Перикла.
Идея о том, что Солнце — это центр, вокруг которого обращаются планеты, высказывалась Аристархом Самосским и древнеиндийскими учёными. Эта теория была возрождена Коперником в XVI веке.
Первым расстояние от Земли до Солнца пытался вычислить Аристарх Самосский, измеряя угол между Солнцем и Луной в фазу первой или последней четверти и определяя из соответствующего прямоугольного треугольника отношение расстояния от Земли до Луны к расстоянию от Земли до Солнца. По Аристарху, расстояние до Солнца в 18 раз больше расстояния до Луны. На самом деле расстояние до Солнца в 394 раза больше расстояния до Луны. А вот расстояние до Луны в Античности было определено весьма точно Гиппархом, причем он использовал метод, предложенный Аристархом Самосским (другим, не вышеуказанным).
Китайские астрономы в течение столетий, со времён династии Хань, наблюдали солнечные пятна. Впервые пятна были зарисованы в 1128 году в хронике Иоанна Вустерского. С 1610 года начинается эпоха инструментального исследования Солнца. Изобретение телескопа и его специальной разновидности для наблюдения за Солнцем — гелиоскопа — позволило Галилею, Томасу Хэрриоту, Кристофу Шейнеру и другим учёным рассмотреть солнечные пятна. Галилей, по-видимому, первым среди исследователей признал пятна частью солнечной структуры, в отличие от Шейнера, посчитавшего их проходящими перед Солнцем планетами. Это предположение позволило Галилею открыть вращение Солнца и вычислить его период. Приоритету открытия пятен и их природе была посвящена более чем десятилетняя полемика между Галилеем и Шейнером, однако, скорее всего, первое наблюдение и первая публикация не принадлежат ни одному из них.
Первую более или менее приемлемую оценку расстояния от Земли до Солнца способом параллакса (разница в направлениях на одно и то же светило) получили Джованни Доменико Кассини и Жан Рише. В 1672 году, когда Марс находился в великом противостоянии с Землёй, они измерили положение Марса одновременно в Париже и в Кайенне — административном центре Французской Гвианы. Наблюдавшийся параллакс составил 24″. По результатам этих наблюдений было найдено расстояние от Земли до Марса, которое было, затем пересчитано в расстояние от Земли до Солнца — 140 млн. км.
В начале XIX века отец Пьетро Анджело Секки, главный астроном Ватикана, положил начало такому направлению исследования в астрономической науке, как спектроскопия, разложив солнечный свет на составные цвета. Стало понятно, что таким образом можно изучать состав звёзд, и Фраунгофер обнаружил линии поглощения в спектре Солнца. Благодаря спектроскопии был обнаружен новый элемент в составе Солнца, который назвали Гелием в честь древнегреческого бога Солнца Гелиоса.
Долгое время непонятными оставались источники солнечной энергии. В 1848 году Роберт Майер выдвинул метеоритную гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря бомбардировке метеоритами. Однако при таком количестве метеоритов сильно нагревалась бы и Земля; кроме того, земные геологические напластования состояли бы в основном из метеоритов; наконец, масса Солнца должна была расти, и это сказалось бы на движении планет. Поэтому во второй половине XIX века многими исследователями наиболее правдоподобной считалась теория, развитая Гельмгольцем (1853) и лордом Кельвином, которые предположили, что Солнце нагревается за счёт медленного гравитационного сжатия («механизм Кельвина — Гельмгольца»). Основанные на этом механизме расчёты оценивали максимальный возраст Солнца в 20 млн. лет, а время, через которое Солнце потухнет — не более чем в 15 млн. Однако эта гипотеза противоречила геологическим данным о возрасте горных пород, которые указывали на намного бо́льшие цифры. Тем не менее, энциклопедия Брокгауза и Ефрона считает гравитационную модель единственно допустимой.
Только в XX веке было найдено правильное решение этой проблемы. Первоначально Резерфорд выдвинул гипотезу, что источником внутренней энергии Солнца является радиоактивный распад. В 1920 году Артур Эддингтон предположил, что давление и температура в недрах Солнца настолько высоки, что там может идти термоядерная реакция, при которой ядра водорода (протоны) сливаются в ядро гелия-4. Так как масса последнего меньше, чем сумма масс четырёх свободных протонов, то часть массы в этой реакции, согласно формуле Эйнштейна , переходит в энергию фотонов. То, что водород преобладает в составе Солнца, подтвердила в 1925 году Сесилия Пейн. Теория термоядерного синтеза была развита в 1930-х годах астрофизиками Чандрасекаром и Гансом Бете. Бете детально рассчитал две главные термоядерные реакции, которые являются источниками энергии Солнца. Наконец, в 1957 году
В 1905 году Джордж Эллери в обсерватории Маунт-Вилсон установил первый солнечный телескоп в построенной небольшой обсерватории, и занялся поиском ответа на происхождение пятен на Солнце, открытых Галилеем. Джордж Хейл совершил ошеломляющее открытие, что пятна на Солнце не что иное, как магнитное поле, именно пятна на Солнце вызваны магнитным полем, а магнитное поле на поверхности Солнца снижает температуру поверхности. Именно магнитное поле на поверхности Солнца вызывает солнечные ветры, это извержение плазмы солнечной короны на сотни тысяч километров в пространство.
Солнце как переменная звезда
Так как магнитная активность Солнца подвержена периодическим изменениям, а вместе с этим изменяется и его светимость, его можно рассматривать как переменную звезду. Некоторые исследователи относят Солнце к классу низко-активных переменных звёзд типа BY Дракона. Данный тип переменных звёзд в молодости имеет значительный процент покрытия пятнами (до 30 % от общей площади поверхности звезды). На основе последних исследований было выявлено также периодическое изменение Солнечной постоянной (это полное количество лучистой энергии Солнца, падающей за 1 с на поверхность площадью 1 м, расположенную перпендикулярно солнечным лучам и удаленную от Солнца на расстояние, равное радиусу земной орбиты): с амплитудой 0,1 % В годы максимума солнечной активности Солнечная постоянная выше, чем в годы минимума.
Наблюдения солнца и опасность для зрения
Для эффективного наблюдения Солнца существуют специальные, так называемые солнечные телескопы, которые установлены во многих обсерваториях мира. Наблюдения Солнца имеют ту особенность, что яркость Солнца велика, а следовательно, светосила солнечных телескопов может быть небольшой. Гораздо важнее получить как можно больший масштаб изображения, и для достижения этой цели солнечные телескопы имеют очень большие фокусные расстояния (метры и десятки метров). Вращать такую конструкцию нелегко, однако этого и не требуется. Положение Солнца на небе ограничивается сравнительно узким поясом, его максимальная ширина — 46 градусов. Поэтому солнечный свет с помощью зеркал направляют в стационарно установленный телескоп, а затем проецируют на экран или рассматривают с помощью затемнённых фильтров.
Солнце — далеко не самая мощная звезда из всех существующих, но оно находится относительно близко к Земле и поэтому светит очень ярко — в 400 000 раз ярче полной Луны. Поэтому невооружённым глазом, а тем более в бинокль или телескоп, смотреть на Солнце днём крайне опасно — это наносит необратимый вред зрению. Наблюдения Солнца невооружённым глазом без урона зрению возможны лишь на восходе или закате (тогда блеск Солнца ослабевает в несколько тысяч раз), или днём с применением светофильтров. При любительских наблюдениях в бинокль или телескоп также следует использовать затемняющий светофильтр, помещённый перед объективом. Однако лучше пользоваться другим способом — проецировать солнечное изображение через телескоп на белый экран. Даже с маленьким любительским телескопом можно таким образом изучать солнечные пятна, а в хорошую погоду увидеть грануляцию и факелы на поверхности Солнца.
Солнечные затмения
Солнечные затмения упоминаются уже в античных источниках. Однако наибольшее число датированных описаний содержится в западноевропейских средневековых хрониках и анналах. Например, солнечное затмение упоминает Максимин Трирский, который записал, что в «538 г. 16 февраля, с первого до третьего часа было солнечное затмение».
Возникает данное явление из-за того, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. Солнечное затмение возможно только в новолуния, когда сторона Луны, обращённая к Земле, не освещена, и сама Луна не видна. Затмения возможны только, если новолуние происходит вблизи одного из двух лунных узлов (точки пересечения видимых орбит Луны и Солнца), не далее чем примерно в 12 градусах от одного из них. По астрономической классификации, если затмение хотя бы где-то на поверхности Земли может наблюдаться как полное, оно называется полным. Если затмение может наблюдаться только как частное (такое бывает, когда конус тени Луны проходит вблизи земной поверхности, но не касается её), затмение классифицируется как частное. Когда наблюдатель находится в тени от Луны, он наблюдает полное солнечное затмение. Когда он находится в области полутени, он может наблюдать частное солнечное затмение. Помимо полных и частных солнечных затмений, бывают кольцеобразные затмения. Визуально при кольцеобразном затмении Луна проходит по диску Солнца, но оказывается меньше Солнца в диаметре, и не может скрыть его полностью. Данное явление вызвано эллиптичностью орбиты Луны вокруг Земли, и соответственно изменению её угловых размеров на небе.
В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В среднем за сто лет происходит 237 солнечных затмений, из которых 160 — частные, 63 — полные, 14 — кольцеобразные. В определённой точке земной поверхности затмения в большой фазе происходят достаточно редко, ещё реже наблюдаются полные солнечные затмения. Так, на территории Москвы с XI по XVIII век можно было наблюдать 159 солнечных затмений с фазой больше 0,5, из которых всего 3 полных (11.08.1124, 20.03.1140 и 7.06.1415). Ещё одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Кольцеобразное затмение можно было наблюдать в Москве 26 апреля 1827 года. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве лишь 16 октября 2126 года.
Полные солнечные затмения позволяют наблюдать корону и ближайшие окрестности Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено хотя с 1996 года астрономы получили возможность постоянно обозревать окрестности нашей звезды благодаря работе спутника Solar and Heliospheric Observatory — солнечная и гелиосферная обсерватория. Французский учёный Пьер Жансен во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента. Этот элемент назвали в честь Солнца — гелием. В 1882 году, 17 мая, во время солнечного затмения наблюдателями из Египта была замечена комета, пролетающая вблизи Солнца.
Солнце в мировой культуре
Как и многие другие природные явления, на протяжении всей истории человеческой цивилизации во многих культурах Солнце было объектом поклонения. Культ Солнца существовал в Древнем Египте, где солнечным божеством являлся Ра. У греков богом Солнца был Гелиос, который, по преданию, ежедневно проезжал по небу на своей колеснице. В древнерусском языческом пантеоне было два солнечных божества — Хорс и Даждьбог. Кроме того, годовой празднично-ритуальный цикл славян, как и других народов, был тесно связан с годовым солнечным циклом, и ключевые его моменты (солнцестояния) олицетворялись такими персонажами, как Коляда (Овсень) и Купала.
У большинства народов солнечное божество было мужского пола (например, в английском языке применительно к Солнцу используется личное местоимение «he» — «он»), но в скандинавской мифологии Солнце (Суль) — женское божество.
В Восточной Азии Луна и Солнце считались двумя противоположностями — инь и ян. Как вьетнамцы, так и китайцы в древности считали их двумя первичными природными силами, причём Луна считалась связанной с инь, а Солнце — с ян.
Во многих индоевропейских языках Солнце обозначается словом, имеющим корень sol. Так, слово sol означает «Солнце» на латыни и в современном португальском, испанском, исландском, датском, норвежском, шведском, каталанском и галисийском языке. В английском языке слово Sol также иногда (преимущественно в научном контексте) используется для обозначения Солнца, однако главным значением этого слова является имя римского бога. В персидском языке sol означает «солнечный год». От этого же корня происходят древнерусское слово сълньце, современное русское солнце, а также соответствующие слова во многих других славянских языках.
Солнце и Земля
Для людей, животных и растений солнечный свет является очень важным. У значительной их части свет вызывает изменение циркадного ритма. Так, на человека, по некоторым исследованиям, оказывает влияние свет интенсивности более 1000 люкс, причём его цвет имеет значение. В тех областях Земли, которые в среднем за год получают мало солнечного света, например, тундре, устанавливается низкая температура (до −35 °C зимой), короткий сезон роста растений, малое биоразнообразие и низкорослая растительность.
В зелёных листьях растений содержится зелёный пигмент хлорофилл. Этот пигмент играет важную роль получателя световой энергии в процессе фотосинтеза. С помощью хлорофилла происходит реакция диоксида углерода и воды — фотосинтез, и одним из продуктов этой реакции является элемент кислород. Реакция воды и углекислого газа происходит с поглощением энергии, поэтому в темноте первая фаза фотосинтеза не происходит. Фотосинтез, преобразуя солнечную энергию и производя при этом кислород, дал начало всему живому на Земле. При этой реакции образуется глюкоза, которая является важнейшим сырьём для синтеза целлюлозы, из которой состоят все растения. Поедая растения, в которых за счёт Солнца накоплена энергия, существуют и животные.
Земная поверхность и нижние слои воздуха — тропосфера, где образуются облака и возникают другие метеорологические явления, непосредственно получают энергию от Солнца. Основной приток энергии в систему атмосфера — Земля обеспечивается излучением Солнца в спектральном диапазоне от 0,1 до 4 мкм. При этом в диапазоне 0,3 мкм до 1,5-2 мкм атмосфера Земли прозрачна для солнечного излучения почти полностью. В ультрафиолетовой области спектра (для волн короче 0,3 мкм) излучение поглощается в основном слоем озона, расположенного на высотах 20-60 км. Рентгеновское и гамма-излучение до поверхности Земли практически не доходят. Плотность потока энергии от Солнца на расстоянии 1 астрономической единицы равна около 1367 Вт/м² (солнечная постоянная). По данным за 2000—2004 годы, усреднённый по времени и по поверхности Земли, этот поток составляет341 Вт/м² или 1,74·1017 Вт в расчёте на полную поверхность Земли (полное излучение Солнца примерно в 2,3·1010 раза больше).
Помимо этого, в атмосферу Земли проникает поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300—1200 км/с в окружающее космическое пространство (солнечный ветер), видимых во многих районах близ полюсов планеты, как «северное сияние» (полярные сияния). Также с солнечным ветром связанно множество других природных явлений, в частности, магнитные бури. Магнитные бури, в свою очередь, могут воздействовать на земные организмы. Раздел биофизики, изучающий подобные влияния, называется гелиобиологией.
Также важным является излучение Солнца в ультрафиолетовом диапазоне. Так, под действием ультрафиолета образуется жизненно необходимый витамин D. При его недостатке возникает серьёзное заболевание — рахит. Из-за недостатка поступления ультрафиолетовых лучей может нарушиться нормальное поступление кальция, вследствие чего усиливается хрупкость мелких кровеносных сосудов, увеличивается проницаемость тканей. Однако длительное действие ультрафиолета способствует развитию меланомы, различных видов рака кожи, ускоряет старение и появление морщин. От избыточного излучения Землю предохраняет озоновый слой, без которого, считается, жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов.
Учёные признали Солнечную систему редкостью
Вероятность образования во вселенной планетных систем, схожих с Солнечной системой, не превышает нескольких процентов. Ученые из Канады и США сделали такое заключение, основываясь на предсказании созданной ими компьютерной модели. Результаты исследователей опубликованы в журнале Science.
Планеты формируются из околозвездных пылевых дисков. Долгое время астрономы полагали, что после образования планеты продолжают обращаться "на том же месте" - сохраняя постоянную орбиту. Считалось, что небольшие экзопланеты располагаются ближе к звезде, крупные планеты из замерзшего газа обращаются по самым дальним орбитам, а газовые гиганты, подобные Юпитеру, занимают срединное положение. После открытия в 1995 году горячих Юпитеров - газовых гигантов, обращающихся в непосредственной близости от звезды, ученые предположили, что после образования планеты могут мигрировать по своей системе.
Чтобы изучить изменения протопланетных дисков (вращающийся диск плотного газа вокруг молодой, недавно сформированной протозвезды, из которого впоследствии образуются планеты) во времени ученые из Университета Гвельфа в Онтарио и из Северо-западного университета в Эванстоне разработали компьютерную модель, которая "рассматривала" различные варианты в зависимости от массы и плотности диска. Всего исследователи изучили 100 возможных сочетаний этих параметров. Минимальная масса диска составляла один процент солнечной массы, максимальная - десять процентов.
Подобные вычисления требует существенных вычислительных мощностей и огромного количества машинного времени. Чтобы обойти это препятствие исследователи "поделили" модельные протопланетные диски на кольца и изучали взаимодействия находящихся в них планет по отдельности. Такая тактика позволила рассчитать эволюцию планетных систем в течение десяти миллионов лет.
Результаты показали, что из протопланетных дисков с большой массой и плотностью обычно образуются два или более газовых гигантов, которые мигрируют по направлению к звезде. Более легкие и менее плотные диски "распадаются" на большее число небольших планет, которые часто сталкиваются друг с другом.
Согласно предсказаниям созданной учеными модели, системы, подобные нашей Солнечной, где гиганты размером с Юпитер находятся на том же расстоянии от звезды, подобной Солнцу, что и гиганты, образуются в среднем в шести случаях из ста. И только в одном проценте случаев огромные планеты по своим характеристикам напоминали Юпитер или Сатурн. Тем не менее, авторы работы оговаривают, что их результаты нельзя брать за основу для предсказания образования планет во Вселенной. Свойства протопланетных дисков звезд до сих пор изучены относительно слабо.
Выводы ученых подтверждают результаты недавней работы астрономов из США и Великобритании. Исследователи, изучившие более 250 молодых звезд из туманности Ориона, заключили, что планеты, подобные Юпитеру, встречаются, в лучшем случае, у каждой десятой звезды. При этом авторы более раннего исследования, проведенного в Женевской обсерватории, пришли к выводу, что около 30 процентов звезд являются "хозяевами" планет, подобных Земле.
Заключение
О солнце и его энергии написаны сотни книг. О нём пишут физики и химики, астрономы и астрофизики, географы и геологи, биологи и инженеры. И в этом нет ничего удивительного. Ведь солнце является источником жизни для всего земного. Солнце испаряет воду с океанов, морей, с земной поверхности.
Оно превращает эту влагу в водяные капли, образуя облака и туманы, а затем заставляет её снова падать на Землю в виде дождя, снега, росы или инея, создавая, таким образом, гигантский круговорот влаги в атмосфере. Солнечная энергия является источником общей циркуляции атмосферы и циркуляции воды в океанах. Она как бы создаёт гигантскую систему водяного и воздушного отопления нашей планеты, перераспределяя тепло по земной поверхности.
Солнечный свет, попадая на растения, вызывает у него процесс фотосинтеза, определяет рост и развитие растений; попадая на почву, он превращается в тепло, нагревает её, формирует почвенный климат, давая тем самым жизненную силу находящимся в почве семенам растений, микроорганизмам и населяющим её живым существам, которые без этого тепла пребывали бы в состоянии анабиоза (спячки).
А разве могли бы обойтись без солнца люди и животные? Конечно, нет.
Они, если не прямо, то косвенно зависят от него, поскольку не могут жить без воды и без пищи.
Итак, Солнце – это основной источник энергии на земле и первопричина, создавшая большинство других энергетических ресурсов нашей планеты, таких, как запасы каменного угля, нефти, газа, энергии ветра и падающей воды, электрической энергии и т.д.
.
Список литературы
1. Марк Колтун - Мир физики
2. Л. В. Тарасов – Физика в природе
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнце#
4. http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Солнце#
5.http://www.doneckforum.com/forum19/thread763.html
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Оглавление Введение Что называется Солнечной системой Звезда Солнце Солнечный ветер Происхождение и виды солнечных магнитных полей Основная часть: 1. Солнечная активность и солнечный цикл 2. Влияние на живую природу 3. Влияние на неживую природу 4. Влияние на организм человека 5. Влияние солнечной активности на урожай 6. Влияние солнечной активности на численность животных 7. Активность Солнца и физическое состояние людей Заключение Список литературы
Введение Актуальность изучения солнечной активности и влияния её на Землю и человека сегодня не вызывает сомнений. Сегодня на Солнце имеются довольно крупные и потенциально опасные группы пятен. Поэтому даже сейчас мы подвергаемся опасности. Во-первых, когда на Солнце возникают пятна, на нашей планете вспыхивают эпидемии заболеваний, катастрофически быстро размножаются вредители сельского хозяйства, возникают неурожаи. Во-вторых, это влияние солнечной активности на земную атмосферу и магнитное поле Земли: магнитные бури, полярные сияния, влияния солнечной активности на качество радиосвязи, засухи, ледниковые периоды и др . Я думаю, что эта научно-исследовательская работа поможет нам больше узнать о Солнце и его активности.
Что называется Солнечной системой Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду —Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг неё. Бо́льшая часть массы объектов, связанных с Солнцем гравитацией, содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты и располагающихся в пределах почти плоского диска — плоскости эклиптики. Четыре меньшие внутренние планеты: Меркурий, Венера,Земля и Марс, также называемые планетами земной группы, состоят в основном из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты: Юпитер, Сатурн,Уран и Нептун, также называемые газовыми гигантами, в значительной степени состоят из водорода и гелия и намного массивнее, чем планеты земной группы. В Солнечной системе имеются две области, заполненные малыми телами. Пояс астероидов, находящийся между Марсом и Юпитером, сходен по составу с планетами земной группы, поскольку состоит из силикатов и металлов. Крупнейшими объектами пояса астероидов являются Церера, Паллада и Веста. За орбитой Нептуна располагаются транснептуновые объекты, состоящие из замёрзшей воды, аммиака и метана, крупнейшими из которых являются Плутон, Седна, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Дополнительно к тысячам малых тел в этих двух областях другие разнообразные популяции малых тел, таких как кометы, метеороиды и космическая пыль, перемещаются по Солнечной системе. Шесть планет из восьми и три карликовые планеты окружены естественными спутниками. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.
Солнечная система
Звезда Солнце Солнце — звезда Солнечной системы и её главный компонент. Солнце является молодой звездой третьего поколения (популяции I) с высоким содержанием металлов, то есть оно образовалось из останков звёзд первого и второго поколений (соответственно популяций III и II ). Текущий возраст Солнца (точнее — время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 млрд. лет. Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звёздного населения типа T Тельца. Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. На современном этапе в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 млн. тонн вещества превращается в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтрино. Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. Вместо этого, согласно существующим представлениям через 4—5 млрд лет оно превратится в звезду типа красный гигант. По мере того, как водородное топливо в ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться. Примерно через 7,8 млрд лет, когда температура в ядре достигнет приблизительно 100 млн. К, в нём начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. На этой фазе развития температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнёт терять массу и сбрасывать оболочку. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. При этом исследования показывают, что ещё до этого момента потеря Солнцем массы приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далёкую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы Несмотря на это, вся вода на Земле перейдёт в газообразное состояние, а большая часть её атмосферы рассеется в космическое пространство. Увеличение температуры Солнца в этот период таково, что в течение следующих 500—700 млн. лет поверхность Земли будет слишком горяча для того, чтобы на ней могла существовать жизнь в её современном понимании. По мнению профессора Дж. Кастинга, исчезновение жизни из-за высокой температуры возможно и до стадии красного гиганта — через 1 миллиард лет. После того, как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированная из очень горячего ядра Солнца звезда типа белый карлик, которая в течение многих миллиардов лет будет постепенно остывать и угасать. Данный жизненный цикл считается типичным для звёзд малой и средней массы.
Солнце
Солнечный ветер Из внешней части солнечной короны истекает солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном протонов, электронов и α-частиц), распространяющийся с постепенным уменьшением своей плотности, до границ гелиосферы. Солнечный ветер разделяют на два компонента — медленный солнечный ветер и быстрый солнечный ветер. Медленный солнечный ветер имеет скорость около 400 км/с и температуру 1,4—1,6·106 К и по составу близко соответствует солнечной короне (внешние слои атмосферы Солнца, начинающиеся выше тонкого переходного слоя над хромосферой, в котором температура возрастает в 100 раз) . . Быстрый солнечный ветер имеет скорость около 750 км/с, температуру 8·105 кельвинов , и по составу похож на вещество фотосферы. Медленный солнечный ветер вдвое более плотный и менее постоянный, чем быстрый. Медленный солнечный ветер имеет более сложную структуру с регионами турбулентности. В среднем Солнце излучает с ветром около 1,3·1036 частиц в секунду. Следовательно — полная потеря массы Солнцем (на данный вид излучения) составляет за год 2—3·10−14 солнечных масс, или 6,7 тонн в час. Это эквивалентно потере массы, равной земной, за 150 млн. лет. Многие природные явления на Земле связаны с возмущениями в солнечном ветре, в том числе геомагнитные бури и полярные сияния. Первые прямые измерения характеристик солнечного ветра были проведены в январе 1959 года советской станцией «Луна-1». Наблюдения проводились с помощью сцинтилляционного счётчика и газового ионизационного детектора. Три года спустя такие же измерения были проведены американскими учёными с помощью станции «Маринер-2». В конце 1990-х с помощью Ультрафиолетового коронального спектрометра (англ. Ultraviolet Coronal Spectrometer (UVCS) ) на борту спутника SOHO были проведены наблюдения областей возникновения быстрого солнечного ветра на солнечных полюсах.
Искажение магнитного поля Земли под действием солнечного ветра
Происхождение и виды солнечных магнитных полей Так как солнечная плазма имеет достаточно высокую электропроводность, в ней могут возникать электрические токи и, как следствие, магнитные поля. Непосредственно наблюдаемые в солнечной фотосфере магнитные поля принято разделять на два типа, в соответствии с их масштабом. Крупномасштабное ( общее или глобальное ) магнитное поле с характерными размерами, сравнимыми с размерами Солнца, имеет среднюю напряжённость на уровне фотосферы порядка нескольких гаусс. В минимуме цикла солнечной активности оно имеет приблизительно дипольную структуру, при этом напряжённость поля на полюсах Солнца максимальна. Затем, по мере приближения к максимуму цикла солнечной активности, напряжённости поля на полюсах постепенно уменьшаются и через Один-два года после максимума цикла становятся равными нулю (так называемая «переполюсовка солнечного магнитного поля»). На этой фазе общее магнитное поле Солнца не исчезает полностью, но его структура носит не дипольный, а квадрупольный характер. После этого напряжённость солнечного диполя снова возрастает, но при этом он имеет уже другую полярность. Таким образом, полный цикл изменения общего магнитного поля Солнца, с учётом перемены знака, равен удвоенной продолжительности 11-летнего цикла солнечной активности — примерно 22 года («закон Хейла»). Средне и мелкомасштабные ( локальные ) поля Солнца отличаются значительно бо́льшими напряжённостями полей и меньшей регулярностью. Самые мощные магнитные поля (до нескольких тысяч гаусс) наблюдаются в группах солнечных пятен в максимуме солнечного цикла. При этом типична ситуация, когда магнитное поле пятен в западной («головной») части данной группы, в том числе самого крупного пятна (т. н. «лидера группы») совпадает с полярностью общего магнитного поля на соответствующем полюсе Солнца («p-полярностью»), а в восточной («хвостовой») части — противоположна ему («f-полярность»). Таким образом, магнитные поля пятен имеют, как правило, биполярную или мультиполярную структуру. В фотосфере также наблюдаются униполярные области магнитного поля, которые, в отличие от групп солнечных пятен, располагаются ближе к полюсам и имеют значительно меньшую напряжённость магнитного поля (несколько гаусс), но большую площадь и продолжительность жизни (до нескольких оборотов Солнца). Согласно современным представлениям, разделяемым большей частью исследователей, магнитное поле Солнца генерируется в нижней части конвективной зоны с помощью механизма гидромагнитного конвективного динамо, а затем всплывает в фотосферу под воздействием магнитной плавучести. Этим же механизмом объясняется 22-летняя цикличность солнечного магнитного поля. Существуют также некоторые указания на наличие первичного (то есть возникшего вместе с Солнцем) или, по крайней мере, очень долгоживущего магнитного поля ниже дна конвективной зоны — в лучистой зоне и ядре Солнца.
Корональные выбросы массы на Солнце. Струи плазмы вытянуты вдоль арок магнитного поля Солнечные пятна, солнечные вспышки, факелы, протуберанцы и корональные лучи — эти явления влияют практически на все происходящие на Земле процессы, от атмосферных явлений до поведения человека. Как правило, их называют одним общим термином — солнечная активность .
Солнечная активность и солнечный цикл Комплекс явлений, вызванных генерацией сильных магнитных полей на Солнце, называют солнечной активностью. Эти поля проявляются в фотосфере как солнечные пятна и вызывают такие явления, как солнечные вспышки, генерацию потоков ускоренных частиц, изменения в уровнях электромагнитного излучения Солнца в различных диапазонах, корональные выбросы массы, возмущения солнечного ветра, вариации потоков галактических космических лучей (Форбуш-эффект) и т. д. С солнечной активностью связаны также вариации геомагнитной активности (в том числе и магнитные бури), которые являются следствием достигающих Земли возмущений межпланетной среды, вызванных, в свою очередь, активными явлениями на Солнце. Одним из наиболее распространённых показателей уровня солнечной активности является число Вольфа, связанное с количеством солнечных пятен на видимой полусфере Солнца. Общий уровень солнечной активности меняется с характерным периодом, примерно равным 11 годам (так называемый «цикл солнечной активности» или «одиннадцатилетний цикл»). Этот период выдерживается неточно и в XX веке был ближе к 10 годам, а за последние 300 лет варьировался примерно от 7 до 17 лет. Циклам солнечной активности принято приписывать последовательные номера, начиная от условно выбранного первого цикла, максимум которого был в 1761 году. В 2000 году наблюдался максимум 23-го цикла солнечной активности. Существуют также вариации солнечной активности большей длительности. Так, во второй половине XVII века солнечная активность и, в частности, её одиннадцатилетний цикл были сильно ослаблены (минимум Маундера). В эту же эпоху в Европе отмечалось снижение среднегодовых температур (т. н. Малый ледниковый период), что, возможно, вызвано воздействием солнечной активности на климат Земли. Существует также точка зрения, что глобальное потепление до некоторой степени вызвано повышением глобального уровня солнечной активности во второй половине XX века. Тем не менее, механизмы такого воздействия пока ещё недостаточно ясны. Самая большая группа солнечных пятен за всю историю наблюдений возникла в апреле 1947 года в южном полушарии Солнца. Её максимальная длина составляла 300 000 км, максимальная ширина — 145 000 км, а максимальная площадь превышала 6000 миллионных долей площади полусферы (мдп) Солнца, что примерно в 36 раз больше площади поверхности Земли. Группа была легко видна невооружённым глазом в предзакатные часы. Согласно каталогу Пулковской обсерватории, эта группа (№ 87 за 1947 год) проходила по видимой с Земли полусфере Солнца с 31 марта по 14 апреля 1947 года, максимальная её площадь составила 6761 мдп, а максимальная площадь наибольшего пятна в группе — 5055 мдп; количество пятен в группе достигало 172.
Влияние на живую природу Всем известно, что и животным, и растениям очень важен свет Солнца (в частности, это касается и людей). Некоторые люди просыпаются и бодрствуют только тогда, когда светит Солнце (это касается и большинства млекопитающих, земноводных и даже большинства рыб). Продолжительность солнечного дня оказывает значительное влияние на жизнедеятельность организмов на Земле. В частности, зимой и осенью, когда Солнце в Северном полушарии стоит низко над горизонтом и продолжительность светового дня мала и мало поступление солнечного тепла, природа увядает и засыпает — деревья сбрасывают листья, многие животные впадают на длительный срок в спячку (медведи, барсуки) или же сильно снижают свою активность. Вблизи полюсов даже во время лета поступает мало солнечного тепла, из-за этого растительность там скудная — причина унылого тундрового пейзажа, и мало какие животные могут проживать в таких условиях. Весной же вся природа просыпается, трава распускается, деревья выпускают листья, появляются цветы, оживает животный мир. И всё это благодаря всего одному-единственному Солнцу. Его климатическое влияние на Землю бесспорно. Именно благодаря наклону оси планеты относительно плоскости орбиты и (в гораздо меньшей степени) планетарной эллиптической орбите обращения вокруг Солнца, солнечная энергия неравномерно поступает в разные районы Земли в разные времена года, что сформировало полностью климат и климатические пояса планеты. Солнечная активность сказывается на поведении всех живых организмов. Как следствие, катастрофически падают урожаи сельскохозяйственных культур, деградируют луга, снижается прирост древесины, происходит падеж скота и резко сокращается численность других животных организмов. А во времена глобальных катастроф происходили относительно внезапные исчезновения многих форм организмов.
Влияние на живую природу В зелёных листьях растений содержится зелёный пигмент хлорофилл — этот пигмент является важнейшим катализатором на Земле в процессе фотосинтеза. С помощью хлорофилла происходит реакция диоксида углерода и воды — фотосинтез, и одним из продуктов этой реакции является элемент кислород, который необходим для жизни почти всему живому на Земле и глобально повлиял на эволюцию нашей планеты — в частности, радикально изменился состав минералов. Реакция воды и углекислого газа происходит с поглощением энергии, поэтому в темноте фотосинтез не происходит. Фотосинтез, преобразуя солнечную энергию и производя при этом кислород, дал начало всему живому на Земле. При этой реакции образуется глюкоза, которая является важнейшим сырьём для синтеза целлюлозы, из которой состоят все растения. Поедая растения, в которых за счёт солнца накоплена энергия, существуют и животные. Растения Земли поглощают и усваивают всего около 0,3 % энергии излучения Солнца, падающей на земную поверхность. Но и этого, на первый взгляд, мизерного количества энергии достаточно, чтобы обеспечить синтез огромного количества массы органического вещества биосферы. В частности, постепенно, переходя от звена к звену, солнечная энергия достаётся всем живым организмам в мире, включая и людей. Благодаря использованию минеральных солей почвы растениями в состав органических соединений включаются также следующие химические элементы: азот, фосфор, сера, железо, калий, натрий, а также многие другие элементы. Впоследствии из них строятся огромные молекулы белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров, веществ, жизненно необходимых для клеток.
Вид Земли из космоса — во всём косвенный результат воздействия на планету солнечного излучения.
Влияние на неживую природу Земная поверхность и нижние слои воздуха — тропосфера где образуются облака и возникают другие метеорологические явления, непосредственно получают энергию от Солнца. Солнечная энергия постепенно поглощается земной атмосферой по мере приближения её к поверхности Земли — далеко не все виды излучения, испущенного Солнцем, попадают на Землю. На Землю доходит только 40 % солнечного излучения, 60 % излучения же отражается и уходит обратно в космос. В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению поглощаемого Землёй количества солнечного тепла по причине увеличения количества в атмосфере Земли парниковых газов ( газы с высокой прозрачностью). Под действием солнечного света и понижения атмосферного давления умеренного или резкого, на Земле происходят такие природные явления, как туман, дождь, снег, град, смерч, ураган. Происходит перемещение огромного количества воды на Земле, действуют такие океанические течения как Гольфстрим, течение Западных Ветров и т. д. Достаточно знать, что одно изменение русла теплого океанского течения, вызвало засуху на большей части территории Африки несколько тысяч лет назад, следствия чего наблюдаются сегодня. Вследствие влияния так же явлений Эль-Ниньо - Ла-Нинья (представляют собой изменение температуры поверхностных вод в тропиках восточной части Тихого океана и чаще всего проявляются у берегов Перу в конце декабря.) на гидрометеорологические и экологические условия океанов, морей и материков не только экваториальной зоны, происходит интенсивное испарение влаги, которая затем охлаждается и выпадает в виде дождя. Не будь всего этого — на Земле не было бы жизни. Под действием солнечного тепла образуются облака бушуют ураганы, дует ветер, существуют волны на море, а также происходят медленные, но необратимые процессы выветривания, эрозии горных пород. Все эти явления и делают нашу планету настолько разнообразной, неповторимой и красивой. Все эти процессы на Земле происходят за счёт воздействия на Землю не всех видов солнечного излучения, а только некоторыми его видами — это, в основном, видимое и инфракрасное излучение. Именно воздействие последнего вида излучения нагревает Землю и создаёт погоду на ней, определяет тепловой режим планеты.
Влияние ультрафиолетового излучения Ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулу кислорода, которая распадается на два составляющих её атома (атомарный кислород), и возникшие таким путём свободные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода, которые ещё не успели разрушиться солнечным ультрафиолетовым излучением, и в результате получается его аллотропное изменение, состоящая из трёх атомов кислорода — озон. Озон жизненно важен для существования жизни на Земле. Образуется он за счёт солнечного излучения и магнитного поля Земли, вследствие их взаимодействия возникает электростатическое поле в высоких слоях атмосферы, ниже которого образуется озон и формируется озоновый слой, а электростатическое поле Земли выражается благодаря атмосферным электрическим разрядам — молниям. Благодаря этому процессу до поверхности Земли доходит лишь малая часть жёсткого ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовые лучи опасны для человека и животных, и поэтому образование озоновых дыр представляет серьёзную угрозу для человечества. Однако в небольшом количестве ультрафиолет необходим человеку. Так, под действием ультрафиолета образуется жизненно необходимый витамин D, При его недостатке возникает серьёзное заболевание — рахит, которое может возникнуть по оплошности родителей, которые прячут своих детей вдали от солнечного света. Недостаток витамина D опасен и для взрослых, при недостатке данного витамина наблюдается размягчение костей не только у детей, но и у взрослых (остеомаляция). Из-за недостатка поступления ультрафиолетовых лучей может нарушиться нормальное поступление кальция, вследствие чего усиливается хрупкость мелких кровеносных сосудов, увеличивается проницаемость тканей. Недостаточность солнечного света проявляется также в бессоннице, быстрой утомляемости и др. Поэтому человеку периодически необходимо бывать на солнце. Ультрафиолетовые лучи также в небольшом количестве (в большом количестве они могут вызвать рак кожи) усиливают работу кровеносных органов: повышается количество белых и красных кровяных телец (эритроцитов и тромбоцитов), гемоглобина увеличивается щелочной резерв организма и повышается свёртывание крови. При этом дыхание клеток усиливается, процессы обмена веществ идут активнее. Ультрафиолетовые лучи позитивно воздействуют на организм и посредством других природных факторов — они способствуют ускорению самоочищения атмосферы от загрязнения, вызванного антропогенными факторами, способствуют устранению в атмосфере частичек пыли и дыма, устраняя смог.
Солнце в ультрафиолетовом спектре
Влияние на организм человека Всем известно о существовании влияния солнца на самочувствие и здоровье человека. Солнце излучает колоссальную энергию, состоящую из множества различного рода излучений и частиц. Солнечные вихри на столько мощные, что через огромные расстояния космоса способны достигать до нашей планеты. Земля имеет специальную защиту от влияния солнца – это её магнитное поле. Но при незначительных деформациях этого защитного поля могут происходить магнитные бури. Обычно это случается, когда в поле земли попадают особо сильные вихри солнечной энергии. Как раз во время магнитных бурь влияние солнца на здоровье человека наиболее ощутимо. Основными симптомами наличия магнитных бурь могут быть перепады кровеносного давления, депрессия, сильная слабость, головная боль. Из-за усиленного воздействия солнца кровь человека становится более густой, от чего нервная система начинает давать сбой. Влияние солнца на своё здоровье ощущают не все люди. Наиболее ярко его симптомы проявляются у тех, кто страдает болезнями сердца или нервной системы. Сегодня о усилении солнечной активности и возможности магнитных бурь можно узнать из прогноза погоды. Защититься от магнитных бурь можно. Главное всегда следить за своим здоровьем и вовремя понять, что ухудшения вашего общего самочувствия связано именно с влиянием солнца на организм. Внешняя среда глобально влияет на здоровье человека и магнитные бури одно из доказательств этого правила.
Различные наблюдения учёных о активности Солнца и физическом состоянии людей Когда на Солнце возникают пятна, на нашей планете вспыхивают эпидемии заболеваний, катастрофически быстро размножаются вредители сельского хозяйства, возникают неурожаи и т. д. Для подтверждения своей гипотезы А. Л. Чижевский использовал большой фактический материал за продолжительный период времени. Так, для проверки гипотезы о связи эпидемий с циклами солнечной активности ему пришлось ознакомиться с медицинской литературой, где говорилось об эпидемиях чумы за четырнадцать столетий. Многочисленные исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, показали, что во время наибольшей активности Солнца возникает резкое ухудшение состояния больных, страдающих гипертонической болезнью, атеросклерозом и инфарктом миокарда. В этот период времени происходят нарушения функционального состояния центральной нервной системы, возникают спазмы кровеносных сосудов. В отличие от здоровых людей у больных атеросклерозом в ближайшие двое суток с момента возникновения магнитных бурь на Солнце наблюдается повышение свертывающей активности крови. По данным работы скорой помощи в Санкт-Петербурге и Свердловске, в дни повышенной активности Солнца число инфарктов миокарда и приступов стенокардии на 20% больше, чем в дни спокойного Солнца. В результате статистической обработки многочисленных историй болезни из многих городов Советского Союза было определено, что приток больных в больницы резко возрастает, когда солнечная активность увеличивается.
Французские ученые Г. Сардау и Г. Валло установили, что момент прохождения пятен через центральный меридиан Солнца в 84% случаев совпадает с внезапными смертями, инфарктами, инсультами и другими осложнениями. Представляют также интерес и наблюдения японского ученого Ш. Масамура. Он собрал и проанализировал случаи дорожных происшествий в 10 городах Японии с 1 по 15 июля 1966 г. Оказалось, что больше всего их пришлось на 7 июля 1966 г., когда на Солнце было зарегистрировано максимальное количество пятен и солнечная активность достигла своей наибольшей величины. Российский ученый В. П. Девятов подсчитал, что в первые же дни после появления пятен на Солнце количество автомобильных катастроф возрастало примерно в четыре раза по сравнению с периодами, когда пятен было немного. Эти данные согласуются с результатами исследований других ученых, показавших, что в период неспокойного Солнца реакция человека на любой внешний раздражитель значительно замедляется. Увеличение числа несчастных случаев во время наибольшей солнечной активности происходит и на производстве. Было установлено, что количество несчастных случаев среди рабочих угольных шахт в основном увеличивается в дни повышенной активности Солнца.
Ритм изменения активности Солнца оказывает воздействие и на поведение душевнобольных. Так, американские ученые сопоставили сведения о поступлении больных в семь психиатрических клиник штата Нью-Йорк за 4 года и 3 месяца (было учтено около 30 тыс. случаев) с данными о солнечной активности. Оказалось, что число больных, поступавших в психиатрические клиники, резко увеличивалось в дни усиления солнечной активности. С увеличением солнечной активности меняется магнитное поле Земли, и это сказывается на возбудимости нервной системы человека. «Приемным пунктом» магнитных возбуждений, как показали многочисленные исследования, является непосредственно мозг. В связи с этим можно объяснить такие эффекты солнечного влияния, как «сумасшествие» животных, их массовые миграции, инфаркты миокарда и психические заболевания у людей. Вопрос о непосредственном воздействии магнитных волн на мозг человека решался путем изучения длины этих волн. Эксперименты, проведенные в 50-х годах Г. Кенигом - ученые из Германии, показали, что энергия магнитных излучений Солнца лежит в диапазоне сверхнизких волн. В том же диапазоне волн находится и длина волн электромагнитных излучений мозга человека. Кениг пришел к мысли, что магнитное излучение Солнца взаимодействует с биотоками мозга, приводя к изменению общего функционального состояния человека. Отсюда вывод: вспышки на Солнце оказывают непосредственное воздействие на мозг. Убедиться в этом помог случай. На выставке дорожного движения, проходившей в 1953 г. в Мюнхене, Кенигу удалось на большом числе посетителей с помощью довольно простого теста проверить скорость реакции. В этот период были дни с наибольшей и с наименьшей интенсивностью излучения Солнца. Как показал анализ результатов проверки, реакция у посетителей резко снижалась в дни с максимальной солнечной активностью. Дальнейшие исследования ученых были направлены на более углубленное изучение механизма перестройки биотоков мозга и биоритмов всего организма человека под воздействием магнитного излучения Солнца. Было определено, что для изменения биотоков мозга на 1 Гц достаточно двух тысячных вольта. Такие слабые токи возникают при изменении магнитных полей, существующих в атмосфере. Они могут влиять на «часы» активности человеческого мозга, взаимодействуя с электрическими волнами мозга.
Влияние солнечной активности на урожай Связь между солнечной активностью и ростом растений зависит от местных особенностей климата. Причем солнечная активность влияет на рост растений не только через изменение количества осадков и температуры, но и другим, более окольным путем, — через болезни сельскохозяйственных культур. Если солнечная активность усиливает вредоносность болезней растений, то их рост и урожайность будут от этого страдать. В разных регионах это влияние солнечной активности на вредоносность болезней растений (например, бурой ржавчины пшеницы) различно. Поэтому будет отличаться и конечный результат, то есть урожайность сельскохозяйственных культур в разных регионах. Но всегда неизменно она выявляет связь с солнечной активностью.
Влияние солнечной активности на численность животных При тщательном анализе изменения численности различных животных с изменением солнечной активности обнаруживаются два максимума в численности. Один совпадает по времени с максимумом солнечной активности, а другой — с минимумом. Но оба эти максимума в численности животных имеют разную величину: один из них большой, а другой значительно меньше. Часто исследователи обращают внимание только на большой максимум в численности животных, который выделяется наиболее легко, а малый максимум не замечают. Поэтому и говорят, что максимальная численность животных приходится по времени на минимальную (или максимальную) солнечную активность. Но это только большая волна в изменении численности животных.
Заключение Проблема "Солнце - Земля" является на сегодняшний день актуальной по многим причинам. Во-первых, это проблема альтернативных источников энергии на Земле. Солнечная энергия - неисчерпаемый источник энергии, притом безопасный. Во-вторых, это влияние солнечной активности на земную атмосферу и магнитное поле Земли: магнитные бури, полярные сияния, влияния солнечной активности на качество радиосвязи, засухи, ледниковые периоды и др. Изменение уровня солнечной активности приводит к изменению величин основных метеорологических элементов: температуры, давления, числа гроз, осадков и связанных с ними гидрологических и дендрологических характеристик: уровня озер и рек, грунтовых вод, солености и оледенения океана, числа колец в деревьях, иловых отложений и т.п. Правда в отдельные периоды времени эти проявления происходят только частично или вовсе не наблюдаются. В-третьих, это проблема "Солнце - биосфера земли". С изменением солнечной активности учеными было замечено изменение численности насекомых и многих животных. В результате изучения свойств крови: числа лейкоцитов, скорости свертывания крови и др., были доказаны связи сердечно-сосудистых заболеваний человека с солнечной активностью.
Список литературы Сайты: 1.http://ru.wikipedia.org/wiki/Воздействие_Солнца_на_землю 2.http://www.galaxy.astron.kharkov.ua/statti/aktivnost.htm 3.http://ru.wikipedia.org/wiki/ Солнечная_система 4 . http://ru.wikipedia.org/wiki/Солнце 5 . http://www.vitaminov.net/rus-biological_rhythm-nature_rhythm-0-11809.html 6. А также я использовала энциклопедии
Сочини стихи, Машина
Яблоко
Рисуем акварелью: "Романтика старого окна"
Спасибо тебе, дедушка!
Золотая хохлома