Солнце и звёзды
Занятие 15
Лекция
Состав и строение Солнца.
− Излучение и температура Солнца. Состав и строение Солнца.
− Физические методы теоретического исследования. Закон Стефана—Больцмана.
− Источник энергии Солнца. Атмосфера Солнца.
- Солнечная активность и её влияние на Землю. Роль магнитных полей на Солнце. Солнечно-земные связи
Занятие 16
Практическое занятие
ПЗ № 5. Определение площади солнечного пятна.
− Изучение поверхности солнечного дика по готовым фотографиям.
− Определение площади солнечного пятна.
Материал для практической работы перенесите в тонкую тетрадь попунктно, выполните (аккуратно!) все вычисления, делаете вывод и отвечаете письменно на контрольные вопросы.
Практическая работа № 5
Работу выполнил обучающийся___________________________________группы____________
Тема: Определение площади солнечного пятна
Цель работы: рассмотреть фотографию солнечного диска с пятнами и получить представление об их возможной форме, количестве и расположении; рассчитать линейный размер пятна и сравнить его площадь с площадью поверхности планеты Земля.
Теория. Пятна на Солнце впервые наблюдал в телескоп Галилей в 1610 году, хотя ещё в Никоновской летописи в 1365 и 1371 годах говорится «бысть знамение в Солнце, места черны по Солнцу аки гвозди».
Пятна - более холодные области фотосферы (с температурой 35000К). Образование пятен связано с магнитным полем Солнца. Небольшие пятна имеют в поперечнике несколько тысяч километров. Размеры крупных пятен достигают 100 000 км; такие пятна существуют около месяца. Пятна - места выхода в атмосферу сильных магнитных полей, которые уменьшают поток энергии, исходящей из ядра. Следствием этого и является падение температуры в местах их выхода.
Солнечные пятна часто образуют группы, которые могут занимать значительную площадь на солнечном диске.
Факелы горячее атмосферы примерно на 20000К, имеют ячеистую структуру с величиной ячейки ~30000км. Факелы образуются в результате конвекции из глубоких слоев Солнца и могут существовать недели и месяцы.
Часто образуются целые факельные поля. Внутри факельных полей не обязательно образуются пятна. Сначала внутри факельного поля появляется черная точка, которая быстро растёт и через сутки возникает пятно с резкой границей. Через 3-4 дня вокруг пятна появляется полутень. На 10-ый день размеры пятна максимальны, затем оно уменьшается и исчезает (сначала исчезают самые мелкие пятна).
Солнечные вспышки похожи на огромные взрывы, длящиеся всего лишь несколько минут (высвобождается энергия порядка 100 000 миллиардов кВт/час). Столько тепла поступает от Солнца на Землю в год! Многие учёные считают, что вспышки вызываются резким изменением магнитного поля в хромосфере.
Ход работы:
- Измерьте с помощью линейки диаметр Солнца (на фотографии; можно прямо на экране монитора) и запишите полученный результат в условных единицах масштаба (например, значение диаметра Солнца вы получили 20 см = 200 мм = 200 у.е. (условных единиц масштаба)).
- Зная, что линейный (реальный) диаметр Солнца приблизительно равен , можно рассчитать линейный масштаб изображения, то есть сколько реальных километров содержится в 1 условной единице масштаба (запишите полученный масштаб, используя стандартную запись числа ): .
- Найдите на фотографии пятно, размер которого вы будете измерять (согласно вашего варианта). Приблизительно измерьте с помощью линейки диаметр пятна и запишите это значение в условных единицах масштаба.
- Вычислите линейный диаметр пятна.
- Переведите в систему СИ данное значение диаметра.
- Вычислите примерную площадь пятна (в СИ), считая его круглым).
- Запишите средний радиус нашей планеты Земля (в СИ).
- Рассчитайте площадь поверхности планеты Земля (принимая её форму за шар):
- Перечертите в тетрадь таблицу и занесите в неё все полученные данные:
Номер пятна | Диаметр Солнца | Линейный диаметр Солнца | Линейный масштаб изображения | Диаметр пятна | Линейный диаметр пятна | Площадь пятна | Площадь поверхности Земли |
D, у.е. | Dл, км | mл, км/у.е. | d, у.е. | dл, м | Sп, м2 | SЗ, м2 | |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сделайте вывод о полученных результатах (сравните полученные площади солнечного пятна и поверхности Земли. Какая площадь больше? Во сколько раз?)
Ответьте письменно на контрольные вопросы:
- Каков источник энергии излучения Солнца? Опишите, какие изменения с его веществом происходят при этом?
- В каких пределах изменяется температура на Солнце от его центра до фотосферы?
- Что понимают под солнечной активностью и с чем её связывают?
- Что такое солнечные пятна? Чем объясняется понижение температуры в области солнечных пятен?
- Назовите периодичность солнечной активности.
- Как влияет солнечная активность на живые организмы на Земле?
Занятие 17
Лекция
Звёзды: основные физико-химические характеристики и их взаимосвязь.
− Звёзды: основные физико-химические характеристики и их взаимосвязь.
− Годичный параллакс и расстояния до звёзд.
− Светимость, спектр, цвет и температура различных классов звёзд.
− Эффект Доплера.
- Диаграмма «спектр—светимость» («цвет—светимость»).
Занятие 18
Лекция
Эволюция звёзд.
− Массы и размеры звёзд.
− Двойные и кратные звёзды.
− Гравитационные волны. Модели звёзд.
− Переменные и нестационарные звёзды. Цефеиды — маяки Вселенной.
− Эволюция звёзд различной массы.
– Закон смещения Вина.
СР 6
Самостоятельная работа студентов
СР6 (4ч)
Создание макета «Строение Солнца»