Реферат: Солнечная атмосфера - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Солнечная атмосфера

Банк рефератов / Астрономия, авиация, космонавтика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 156 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы



Солнечная атмосфера.


Атмосфера Земная атмосфера — это воздух, ко­торым мы дышим, привычная нам га­зовая оболочка Земли. Такие обо­лочки есть и у других планет. Звёзды целиком состоят из газа, но их внеш­ние слои также именуют атмосферой. При этом внешними считаются те слои, откуда хотя бы часть излучения может беспрепятственно, не погло­щаясь вышележащими слоями, уйти в окружающее пространство.


Фотосфера

Солнца начинается на 200—300 км глубже видимого края солнечного диска. Эти самые глубокие слои атмосферы называют фотосфе­рой. Поскольку их толщина составля­ет не более одной трёхтысячной до­ли солнечного радиуса, фотосферу иногда условно называют поверхно­стью Солнца.

Плотность газов в фотосфере при­мерно такая же, как в земной страто­сфере, и в сотни раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура фо­тосферы уменьшается от 8000 К на глубине 300 км до 4000 К в самых верхних слоях. Температура же того среднего слоя, излучение которого мы воспринимаем, около 6000 К.

При таких условиях почти все мо­лекулы газа распадаются на отдель­ные атомы. Лишь в самых верхних слоях фотосферы сохраняется отно­сительно немного простейших моле­кул и радикалов типа Н2, ОН, СН.

Особую роль в солнечной атмосфере играет не встречающийся в I земной природе отрицательный ион водорода, который представляет собой протон с двумя электронами. Это необычное соединение возникает в тонком внешнем, наиболее «холод­ном» слое фотосферы при «налипании» на нейтральные атомы водорода отрицательно заряженных свободных электронов, которые доставляются легко ионизуемыми атомами кальция, натрия, магния, железа и других металлов. При воз­никновении отрицательные ионы водорода излучают большую часть видимого света. Этот же свет ионы жадно поглощают, из-за чего непро­зрачность атмосферы с глубиной быстро растёт. Поэтому видимый край Солнца и кажется нам очень резким.


Почти все наши знания о Солнце основаны на изучении его спектра — Узенькой разноцветной полоски, имеющей ту же природу, что и радуга. Впервые, поставив призму на пути солнечного луча, такую полоску получил Ньютон и воскликнул:

«Спектрум!» (лат. spectrum — «виде­ние»). Позже в спектре Солнца заметили тёмные линии и сочли их границами цветов. В 1815 г. немецкий физик Йозеф Фраунгофер дал первое подробное описание таких линий в солнечном спектре, и их стали называть его именем. Оказалось, что фраунгоферовы линии соответствуют эким участкам спектра, которые сильно поглощаются атомами различных веществ (см. статью «Анализ Видимого света»). В телескоп с большим увеличени­ем можно наблюдать тонкие детали фотосферы: вся она кажется усыпанной мелкими яркими зёрнышками — гранулами, разделёнными сетью узких тёмных дорожек. Грануляция является результатом перемешивания всплывающих более тёплых потоков газа и опускающихся более холодных. Разность температур между ними в наружных слоях сравнительно невелика (200-300 К), но глубже, в конвективной зоне, она больше, и перемешивание происходит значительно интенсивнее. Конвекция во внешних слоях Солнца играет огромную роль, определяя общую структуру атмосферы.

В конечном счёте именно конвекция в результате сложного взаимодействия с солнечными магнитными полями является причиной всех многообразных проявлений солнечной активности. Магнитные поля участвуют во всех процессах на Солнце. Временами в небольшой области солнечной атмосферы возникают концентрированные магнитные поля, в несколько раз более сильные, чем на Земле. Ионизованная плазма — хороший проводник, она не может перемешиваться поперёк линий магнитной индукции сильного магнитного поля. Поэтому в таких местах перемешивание и подъём горячих газов снизу тормозится, и возникает тёмная область — солнечное пятно. На фоне ослепительной фотосферы оно кажется совсем чёрным, хотя в действи­тельности яркость его слабее только раз в десять.

С течением времени величина и форма пятен сильно меняются. Возникнув в виде едва заметной точки — поры, пятно постепенно увеличивает свои размеры до нескольких десятков тысяч километров. Крупные пятна как правило, состоят из тёмной час­ти (ядра) и менее тёмной — полуте­ни, структура которой придаёт пятну вид вихря. Пятна бывают окружены более яркими участками фотосферы, называемыми факелами или факель­ными полями.




Фотосфера постепенно перехо­дит в более разреженные внешние слои солнечной атмосферы — хро­мосферу и корону.


ХРОМОСФЕРА

Хромосфера (греч. «сфера цвета») на­звана так за свою красновато-фиоле­товую окраску. Она видна во время полных солнечных затмений как клочковатое яркое кольцо вокруг чёрного диска Луны, только что за­тмившего Солнце. Хромосфера весь­ма неоднородна и состоит в основ­ном из продолговатых вытянутых язычков (спикул), придающих ей вид горящей травы. Температура этих хромосферных струй в два-три раза выше, чем в фотосфере, а плотность в сотни тысяч раз меньше. Общая протяжённость хромосферы 10— 15 тыс. километров.

Рост температуры в хромосфере объясняется распространением волн и магнитных полей, проникающих в неё из конвективной зоны. Вещество нагревается примерно так же, как если бы это происходило в гигант­ской микроволновой печи. Скорости тепловых движений частиц возраста­ют, учащаются столкновения между ними, и атомы теряют свои внешние электроны: вещество становится го­рячей ионизованной плазмой. Эти же физические процессы поддерживают и необычайно высокую температуру самых внешних слоев солнечной ат­мосферы, которые расположены вы­ше хромосферы.

Часто во время затмений (а при помощи специальных спектральных приборов — и не дожидаясь затме­ний) над поверхностью Солнца мож­но наблюдать причудливой формы «фонтаны», «облака», «воронки», «кус­ты», «арки» и прочие ярко светящие­ся образования из хромосферного вещества. Они бывают неподвижны­ми или медленно изменяющимися, окружёнными плавными изогнутыми струями, которые стекают в хромосферу или вытекают из неё, под­нимаясь на десятки и сотни тысяч километров. Это самые грандиозные образования солнечной атмосфе­ры — протуберанцы. При наблюдении в красной спектральной линии, излучаемой атомами водорода, они кажутся на фоне солнечного диска тёмными, длинными и изогнутыми волокнами.

Протуберанцы имеют примерно ту же плотность и температуру, что и Хромосфера. Но они находятся над ней и окружены более высокими, сильно разреженными верхними сло­ями солнечной атмосферы. Протуберанцы не падают в хромосферу пото­му, что их вещество поддерживается магнитными полями активных обла­стей Солнца.

Впервые спектр протуберанца вне затмения наблюдали французский ас­троном Пьер Жансен и его англий­ский коллега Джозеф Локьер в 1868 г. Щель спектроскопа располагают так, чтобы она пересекала край Солнца, и если вблизи него находится протубе­ранец, то можно заметить спектр его излучения. Направляя щель на различные участки протуберанца или хромосферы, можно изучить их по час­тям. Спектр протуберанцев, как и хромосферы, состоит из ярких линий, главным образом водорода, гелия и кальция. Линии излучения других хи­мических элементов тоже присутству­ют, но они намного слабее.

Некоторые протуберанцы, про­быв долгое время без заметных изме­нений, внезапно как бы взрываются, и вещество их со скоростью в сотни километров в секунду выбрасывается в межпланетное пространство. Вид хромосферы также часто меняется, что указывает на непрерывное движе­ние составляющих её газов.

Иногда нечто похожее на взрывы происходит в очень небольших по размеру областях атмосферы Солнца. Это так называемые хромосферные вспышки. Они длятся обычно не­сколько десятков минут. Во время вспышек в спектральных линиях во­дорода, гелия, ионизованного кальция и некоторых других элементов свечение отдельного участка хромосферы внезапно увеличивается в десятки раз. Особенно сильно возрастает ультра­фиолетовое и рентгеновское излуче­ние: порой его мощность в несколь­ко раз превышает общую мощность излучения Солнца в этой коротковол­новой области спектра до вспышки.

Пятна, факелы, протуберанцы, хромосферные вспышки — всё это проявления солнечной активности. С повышением активности число этих образований на Солнце стано­вится больше.

Корона

В отличие от фотосферы и хромо­сферы самая внешняя часть атмосфе­ры Солнца — корона — обладает огромной протяжённостью: она про­стирается на миллионы километров, что соответствует нескольким сол­нечным радиусам, а её слабое продол­жение уходит ещё дальше.

Плотность вещества в солнечной короне убывает с высотой значитель­но медленнее, чем плотность воздуха в земной атмосфере. Уменьшение плотности воздуха при подъёме вверх определяется притяжением Земли. На поверхности Солнца сила тяжести значительно больше, и, казалось бы его атмосфера не должна быть высокой. В действительности она необы­чайно обширна. Следовательно, име­ются какие-то силы, действующие против притяжения Солнца. Эти силы связаны с огромными скоростями движения атомов и электронов в ко­роне, разогретой до температуры 1 — 2 млн градусов!

Корону лучше всего наблюдать во время полной фазы солнечного за­тмения. Правда, за те несколько ми­нут, что она длится, очень трудно за­рисовать не только отдельные детали, но даже общий вид короны. Глаз на­блюдателя едва лишь начинает при­выкать к внезапно наступившим су­меркам, а появившийся из-за края Луны яркий луч Солнца уже возвеща­ет о конце затмения. Поэтому часто зарисовки короны, выполненные опытными наблюдателями во время одного и того же затмения, сильно различались. Не удавалось даже точ­но определить её цвет.

Изобретение фотографии дало ас­трономам объективный и докумен­тальный метод исследования. Однако получить хороший снимок короны тоже нелегко. Дело в том, что ближай­шая к Солнцу её часть, так называемая внутренняя корона, сравнительно яркая, в то время как далеко прости­рающаяся внешняя корона представ­ляется очень бледным сиянием. Поэ­тому если на фотографиях хорошо видна внешняя корона, то внутренняя оказывается передержанной, а на снимках, где просматриваются дета­ли внутренней короны, внешняя со­вершенно незаметна. Чтобы преодо­леть эту трудность, во время затмения обычно стараются получить сразу несколько снимков короны — с боль­шими и маленькими выдержками. Или же корону фотографируют, по­мещая перед фотопластиной специ­альный «радиальный» фильтр, ослаб­ляющий кольцевые зоны ярких внутренних частей короны. На такихснимках её структуру можно просле­дить до расстояний во много солнеч­ных радиусов.

Уже первые удачные фотографии позволили обнаружить в короне большое количество деталей: корональные лучи, всевозможные «дуги», «шлемы» и другие сложные образова­ния, чётко связанные с активными об­ластями.

Главной особенностью короны является лучистая структура. Корональные лучи имеют самую разнооб­разную форму: иногда они короткие, иногда длинные, бывают лучи пря­мые, а иногда они сильно изогнуты.

Ещё в 1897 г. пулковский астроном Алексей Павлович Ганский обнаружил, что общий вид солнечной короны пе­риодически меняется. Оказалось, что это связано с 11 -летним циклом сол­нечной активности.

С 11 -летним периодом меняется как общая яркость, так и форма сол­нечной короны. В эпоху максимума солнечных пятен она имеет сравни­тельно округлую форму. Прямые и направленные вдоль радиуса Солнца лучи короны наблюдаются как у сол­нечного экватора, так и в полярных областях. Когда же пятен мало, корональные лучи образуются лишь в эк­ваториальных и средних широтах. Форма короны становится вытянутой. У полюсов появляются характерные короткие лучи, так называемые по­лярные щёточки. При этом общая яркость короны уменьшается. Эта интересная особенность короны, по-видимому, связана с постепенным перемещением в течение 11-летнего цикла зоны преимущественного об­разования пятен. После минимума пятна начинают возникать по обе стороны от экватора на широтах 30—40°. Затем зона пятнообразования постепенно опускается к экватору.

Тщательные исследования позволи­ли установить, что между структурой короны и отдельными образованиями в атмосфере Солнца существует опре­делённая связь. Например, над пятна­ми и факелами обычно наблюдаются яркие и прямые корональные лучи. В их сторону изгибаются соседние лучи. В основании корональных лучей яр­кость хромосферы увеличивается. Та­кую её область называют обычно возбуждённой. Она горячее и плотнее соседних, невозбуждённых областей. Над пятнами в короне наблюдаются яркие сложные образования. Проту­беранцы также часто бывают окруже­ны оболочками из корональной ма­терии.

Корона оказалась уникальной ес­тественной лабораторией, в которой можно наблюдать вещество в самых необычных и недостижимых на Зем­ле условиях.

На рубеже XIX—XX столетий, когда физика плазмы фактически ещё не су­ществовала, наблюдаемые особенно­сти короны представлялись необъяс­нимой загадкой. Так, по цвету корона удивительно похожа на Солнце, как будто его свет отражается зеркалом. При этом, однако, во внутренней ко­роне совсем исчезают характерные для солнечного спектра фраунгоферовы линии. Они вновь появляются далеко от края Солнца, во внешней короне, но уже очень слабые. Кроме того, свет короны поляризован: плос­кости, в которых колеблются световые волны, располагаются в основном ка­сательно к солнечному диску.




С удале­нием от Солнца доля поляризованных лучей сначала увеличивается (почти до 50%), а затем уменьшается. Нако­нец, в спектре короны появляются яр­кие эмиссионные линии, которые почти до середины XX в. не удавалось отождествить ни с одним из извест­ных химических элементов.

Оказалось, что главная причина всех этих особенностей короны — высокая температура сильно разре­женного газа. При температуре свыше1 млн градусов средние скорости ато­мов водорода превышают 100 км/с, а у свободных электронов они ещё раз в 40 больше. При таких скоростях, не­смотря на сильную разреженность вещества (всего 100 млн частиц в 1 см3, что в 100 млрд раз разреженнее воздуха на Земле!), сравнительно ча­сты столкновения атомов, особенно с электронами. Силы электронных уда­ров так велики, что атомы лёгких элементов практически полностью лишаются всех своих электронов и от них остаются лишь «голые» атомные ядра. Более тяжёлые элементы сохра­няют самые глубокие электронные оболочки, переходя в состояние высо­кой степени ионизации.

Итак, корональный газ — это высокоионизованная плазма; она со­стоит из множества положительно заряженных ионов всевозможных химических элементов и чуть боль­шего количества свободных элект­ронов, возникших при ионизации атомов водорода (по одному элект­рону), гелия (по два электрона) и бо­лее тяжёлых атомов. Поскольку в таком газе основную роль играют подвижные электроны, его часто на­зывают электронным газом, хотя при этом подразумевается наличие такого количества положительных ионов, которое полностью обеспе­чивало бы нейтральность плазмы в целом.

Белый цвет короны объясняется рассеянием обычного солнечного света на свободных электронах. Они не вкладывают своей энергии при рассеянии: колеблясь в такт световой волны, они лишь изменяют направле­ние рассеиваемого света, при этом поляризуя его. Таинственные яркие линии в спектре порождены необычным излучением высокоионизованных атомов железа, аргона, никеля кальция и других элементов, возникающим только в условиях сильного разрежения. Наконец, линии поглощения во внешней короне вызваны рассеянием на пылевых частицах которые постоянно присутствуют межзвёздной среде. А отсутствие линий во внутренней короне связан с тем, что




при рассеянии на очень быстро движущихся электронах все световые кванты испытывают стол значительные изменения частот, чи даже сильные фраунгоферовы лини солнечного спектра полностью «замываются».

Итак, корона Солнца — сама внешняя часть его атмосферы, самая разреженная и самая горячая. Добавим, что она и самая близкая к нам оказывается, она простирается далеко от Солнца в виде постоянно движущегося от него потока плазмы - солнечного ветра. Вблизи Земли его скорость составляет в среднем 400— 500 км/с, а порой достигает почти 1000 км/с. Распространяясь далеко за пределы орбит Юпитера и Сатурна,, солнечный ветер образует гигантскую гелиосферу, граничащую с ещё более разреженной межзвёздной средой.

Фактически мы живём окружённые солнечной короной, хотя и защищённые от её проникающей радиации надёжным барьером в виде земного магнитного поля. Через корону солнечная активность влияет 1 многие процессы, происходящие 1 Земле (геофизические явления).







1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Блондинки от рождения наделены чудным даром - умением очаровательно молчать. Жаль, что они так редко используют свою врождённую способность.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по астрономии, авиации, космонавтике "Солнечная атмосфера", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru