Good Mood

Lektionsmål

• beskriv solens lager.
• beskriv solens ytegenskaper.

ordförråd

• kromosfär
• konvektionszon
• corona
• kärnfusion
• foton
• fotosfär
• plasma
• strålningszon
• solflare
• solfångare

introduktion h2 >

tänk på jorden, månen och alla andra planeter och satelliter i solsystemet., Massan av alla dessa objekt står tillsammans för endast 0,2% av solsystemets totala massa. Resten, 99,8% av all massa i solsystemet, är solen!

solen (figur nedan) är centrum för solsystemet och det största objektet i solsystemet. Denna närliggande stjärna ger ljus och värme och stöder nästan allt liv på jorden.

lager av solen

solen är en sfär, består nästan helt av elementen väte och helium. Solen är inte fast eller en typisk gas., De flesta atomer i solen finns som plasma, ett fjärde tillstånd av materia som består av överhettad gas med en positiv elektrisk laddning.

intern struktur

eftersom solen inte är fast har den ingen definierad yttre gräns. Det har dock en bestämd inre struktur med identifierbara lager (figur nedan). Från inåt till utåt är de:

• solens centrala kärna är plasma med en temperatur på cirka 27 miljoner., Vid sådana höga temperaturer kombinerar väte för att bilda helium genom kärnfusion, en process som släpper ut stora mängder energi. Denna energi rör sig utåt, mot solens yttre lager. Kärnfusion i stjärnor diskuteras mer i stjärnorna, galaxerna och Universumkapitel.
• den radiativa zonen, precis utanför kärnan, har en temperatur på ca 7 millionoC. Energin som frigörs i kärnan färdas extremt långsamt genom strålningszonen. En ljuspartikel, kallad en foton, färdas bara några millimeter innan den träffar en annan partikel., Fotonen absorberas och släpps sedan igen. En foton kan ta så lång tid som 50 miljoner år att resa hela vägen genom den radiativa zonen.
• i konvektionszonen stiger hett material från nära strålningszonen, kyler vid solens yta och sänker sedan tillbaka nedåt till strålningszonen. Konvektiv rörelse bidrar till att skapa solfläckar och solfläckar.

de yttre skikten

de kommande tre skikten utgör solens atmosfär. Eftersom det inte finns några fasta lager till någon del av solen, är dessa gränser fuzzy och otydliga.,

• fotosfären är den synliga ytan av solen, den region som avger solljus. Fotosfären är relativt cool-endast ca 6,700 ° C. fotosfären har flera olika färger; apelsiner, gula och röda, vilket ger det ett kornigt utseende.
• kromosfären är en tunn zon, ca 2000 km tjock, som lyser rött när det värms upp av energi från fotosfären (figur nedan). Temperaturerna i kromosfären varierar från ca 4.000 ° C till ca 10.000 ° C. strålar av gas brand upp genom kromosfären vid hastigheter upp till 72.000 km per timme, når höjder så höga som 10.000 km.,

• corona är det yttersta plasmaskiktet — det är solens halo eller ” Krona.”Coronas temperatur på 2 till 5 miljoner ° C är mycket varmare än fotosfären (figur nedan).

filmen som ser en stjärna i ett nytt ljus kan ses här:http://sdo.gsfc.nasa.gov/gallery/youtube.php.

ytfunktioner

solens ytfunktioner är ganska synliga, men endast med specialutrustning. Till exempel är solfläckar endast synliga med speciella ljusfiltreringslinser.

solfläckar

den mest märkbara ytan i solen är svalare, mörkare områden som kallas solfläckar (figur nedan)., Solfläckar är belägna där slingor av solens magnetfält bryter igenom ytan och stör den smidiga överföringen av värme från lägre lager av solen, vilket gör dem svalare och mörkare och markerade med intensiv magnetisk aktivitet. Solfläckar uppträder vanligtvis i par. När en slinga av solens magnetfält bryter igenom ytan skapas en solfläck där slingan kommer ut och där den går tillbaka in igen.,

Solar Flares

det finns andra typer av avbrott i solens magnetiska energi. Om en slinga av solens magnetfält snäpper och bryter, skapar det solfläckar, som är våldsamma explosioner som släpper ut stora mängder energi (figur nedan).,

en film av flare ses här:http://www.youtube.com/watch?v=MDacxUQWeRw.

en stark solar flare kan förvandlas till en koronal massutstötning (figur nedan).

a solar flare eller coronal mass ejection släpper strömmar av mycket energiska partiklar som utgör solvinden., Solvinden kan vara farlig för rymdfarkoster och astronauter eftersom den skickar ut stora mängder strålning som kan skada människokroppen. Solar facklor har slagit ut hela kraftnät och störd radio, Satellit och mobiltelefon kommunikation.

KQED: Journey Into The Sun

Solar Dynamics Observatory är en NASA rymdfarkost som lanserades i början av 2010 är att erhålla IMAX-liknande bilder av solen varje sekund av dagen, generera mer data än någon NASA uppdrag i historien., Data gör det möjligt för forskare att lära sig om solstormar och andra fenomen som kan orsaka blackouts och skada astronauter. Läs mer på: http://science.kqed.org/quest/video/quest-quiz-the-sun/.

Solprominenser

en annan mycket synlig funktion på solen är solprominenser. Om plasma strömmar längs en slinga av solens magnetfält från solfläck till solfläck, bildar den en glödande båge som når tusentals kilometer in i solens atmosfär. Prominences kan vara i en dag till flera månader. Prominences är också synliga under en total solförmörkelse.,

de flesta bilderna kommer från SDO: s AIA-instrument; olika färger representerar olika temperaturer, en vanlig teknik för att observera solfunktioner. SDO ser hela solens skiva i extremt hög rumslig och tidsmässig upplösning, så att forskare kan zooma in på anmärkningsvärda händelser som bloss, vågor och solfläckar.

Solar Dynamics Observatory

videon ovan togs från SDO, den mest avancerade rymdfarkosten som någonsin utformats för att studera solen., Under sitt femåriga uppdrag kommer SDO att undersöka solens magnetfält och också ge en bättre förståelse för den roll som solen spelar i jordens atmosfäriska Kemi och klimat. Sedan strax efter lanseringen den 11 februari 2010 ger sdo bilder med klarhet 10 gånger bättre än HD-TV och kommer att returnera mer omfattande vetenskapsdata snabbare än någon annan solobserverande rymdfarkost.

Lektionssammanfattning

• solens massa är 99,8% av vårt solsystems massa.,
• solen är mestadels gjord av väte med mindre mängder helium i form av plasma.
• huvuddelen av solen har tre lager: kärnan, strålningszonen och konvektionszonen.
• solens atmosfär har också tre lager: fotosfären, kromosfären och korona.
• kärnfusion av väte i solens kärna producerar enorma mängder energi som utstrålar från solen.
• vissa funktioner i solens yta inkluderar solfläckar, solfläckar och framträdanden.

granska frågor

1., På vilket sätt stöder solen allt liv på jorden?

2. Vilka två element utgör solen nästan i sin helhet?

3. Vilken process är värmekällan i solen och var sker det?

4. Varför skulle mänskliga astronauter på en resa till Mars vara oroade över solvinden? Vad är sol vind?

5. Beskriv hur rörelser i konvektionszonen bidrar till solfläckar.

6. Tror du att fusionsreaktioner i solens kärna kommer att fortsätta för alltid och fortsätta utan slut? Förklara ditt svar.,

Ytterligare läsning/kompletterande länkar

pekar på

• Om något plötsligt skulle orsaka kärnfusion att sluta i solen, hur skulle vi veta? När vet vi det?
• finns det några typer av farlig energi från solen? Vad kan påverkas av dem?
• Om solen är gjord av gaser som väte och helium, hur kan den ha lager?

gå vidare – tillämpa matematik

har skulle du mäta något som du inte kan nå? Svaret är att du kan använda enkel geometri., Vi kan mäta solens diameter, även om vi inte kan gå till solen och även om solen är alldeles för stor för att en människa ska kunna mäta. För att mäta solen använder vi reglerna för liknande trianglar. Sidorna av liknande trianglar är proportionella mot varandra. Genom att inrätta en mycket liten triangel som är proportionell mot en annan mycket stor triangel, kan vi hitta ett okänt avstånd eller mätning så länge vi vet tre av fyra delar av ekvationen., Om du gör ett pinhål i ett indexkort och projicerar en bild av solen på ett urklipp som hålls 1 meter från indexkortet, kommer diametern på vår projicerade bild av solen att stå i proportion till solens sanna diameter. Här är ekvationen: S / D = S / D, där s = diametern på den projicerade bilden av solen, s = solens sanna diameter. Beräkningen kräver också att du känner till det sanna avståndet mellan jorden och solen, d = 1.496 x 108 km och avståndet (d = 1 meter) mellan klippbordet och indexkortet., Innan du kan lösa denna ekvation korrekt måste du vara säker på att alla dina mätningar är i samma enheter – ändra i så fall alla dina mätningar till km. Prova detta och se hur exakt du kan mäta solens sanna diameter.