СОЛНЦЕ, СОСТАВ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ

звезд,
наиболее распространенных во Вселенной тел.
Масса Солнца составляет 2•1030

кг.

который состоит из водородно-гелиевой плазмы
и находится в равновесии в

поле собственного тяготения.

который в значительной мере определяет физические условия на Земле и

других планетах, а также в межпланетном пространстве.
Земля получает всего лишь одну двухмиллиардную долю солнечного излучения. Однако и этого достаточно, чтобы приводить в движение огромные массы воздуха в земной атмосфере, управлять погодой и климатом на земном шаре.

и свет Солнца обеспечили развитие жизни на Земле, формирование месторождений

угля, нефти и газа.

постоянной.

Солнечная постоянная – поток солнечного излучения, который приходит на поверхность

площадью 1 м2, расположенную за пределами атмосферы перпендикулярно солнечным лучам на среднем расстоянии Земли от Солнца (1 а.е.).

Солнечная постоянная равна 1,37 кВт/м2 .

Умножив солнечную постоянную на площадь поверхности шара, радиус которого 1 а.е., определим полную мощность излучения Солнца, его светимость, которая составляет
L = 4•1026 Вт.

телескопы.
Башенный солнечный телескоп Крымской астрофизической обсерватории БСТ-1 (1957 г.)
Система

зеркал непрерывно поворачивается вслед за Солнцем и направляет его лучи вниз на главное зеркало, а затем они попадают в спектрографы или другие приборы, с помощью которых проводятся исследования Солнца.

получить изображение Солнца диаметром до 80 см и детально изучать

происходящие на нем явления.
Они лучше видны на спектрогелиограммах – снимках Солнца, которые сделаны в лучах, соответствующих спектральным линиям водорода, кальция и некоторых других элементов.

Солнце в ультрафиолетовых лучах

Солнце в красных лучах излучения водорода

Солнце в рентгеновских лучах

спектре Солнца Йозеф Фраунгофер в 1814 г. обнаружил и описал

линии поглощения, по которым, как стало ясно почти полвека спустя, можно узнать состав его атмосферы.

Солнечный спектр

В настоящее время в солнечном спектре зарегистрировано более 30000 линий, принадлежащих 72 химическим элементам.
Спектральными методами гелий (от греческого «гелиос» – солнечный) был сначала открыт на Солнце и лишь затем обнаружен на Земле.

Йозеф Фраунгофер

– более 28%,
остальные элементы – менее 2%. Количество атомов

этих элементов в 1000 раз меньше, чем атомов водорода и гелия.

Вещество Солнца сильно ионизовано: атомы, потерявшие электроны своих внешних оболочек и ставшие ионами, вместе со свободными электронами образуют плазму.

Средняя плотность солнечного вещества примерно 1400 кг/м3. Она соизмерима с плотностью воды и в 1000 раз больше плотности воздуха у поверхности Земли.

внутри Солнца, построить модель «спокойного» Солнца.
Оно находится в равновесии,

поскольку в каждом его слое действие сил тяготения, которые стремятся сжать Солнце, уравновешивается действием сил внутреннего давления газа.
Действием гравитационных сил в недрах Солнца создается огромное давление.

R/2 от центра Солнца.
При этом будем считать, что плотность

вещества внутри Солнца всюду равна средней.
Сила тяжести на этой глубине определяется массой вещества, заключенной в радиальном столбике, высота которого R/2, площадь S, а также ускорением свободного падения на поверхности сферы радиусом R/2.

R/2 от центра Солнца.
При этом будем считать, что плотность

вещества внутри Солнца всюду равна средней.
Сила тяжести на этой глубине определяется массой вещества, заключенной в радиальном столбике, высота которого R/2, площадь S, а также ускорением свободного падения на поверхности сферы радиусом R/2.

Подставив необходимые данные в формулу р = mg/S, получим, что давление равно примерно 6,6•1013 Па, т. е.
в 1 млрд раз превосходит нормальное атмосферное давление.

дают результаты, лишь незначительно отличающиеся от полученных выше: р =

6,1•1013 Па, Т = 3,4•106 К.
Согласно современным данным, в центре Солнца температура достигает 15 млн К, давление 2• 1018 Па, а плотность вещества значительно превышает плотность твердых тел в земных условиях: 1,5 • 105 кг/м3 , т. е. в 13 раз больше плотности свинца.

в составе солнечной плазмы, имеют столь большие скорости, что могут

преодолеть электростатические силы отталкивания и взаимодействовать между собой.
В результате такого взаимодействия происходит термоядерная реакция: четыре протона образуют альфа-частицу (ядро гелия).

и таонное) столь слабо взаимодействуют с веществом, что свободно проходят

сквозь Солнце и Землю.
Кинетическая энергия, которую приобретают образующиеся в ходе реакции частицы, поддерживает высокую температуру плазмы, и тем самым создаются условия для продолжения термоядерного синтеза.

е. самими квантами, и конвекцией, т. е. веществом.

центральная зона, где при высоком давлении и температуре происходят термоядерные

реакции;
«лучистая» зона, где энергия передается наружу от слоя к слою в результате последовательного поглощения и излучения квантов;
наружная конвективная зона, где энергия от слоя к слою переносится самим веществом в результате перемешивания (конвекции).

Каждая из этих зон занимает примерно 1/3 солнечного радиуса.

пределы видимого диска Солнца.
Ее нижний слой – фотосфера –

воспринимается как поверхность Солнца.

Верхние слои атмосферы непосредственно не видны и могут наблюдаться либо во время полных солнечных затмений, либо из космического пространства, либо при помощи специальных приборов с поверхности Земли.

соотношение?
Каков источник энергии излучения Солнца? Какие изменения с его

веществом происходят при этом?
Какой слой Солнца является основным источником видимого излучения?
Каково внутреннее строение Солнца? Назовите основные слои его атмосферы.
В каких пределах изменяется температура на Солнце от его центра до фотосферы?
Какими способами осуществляется перенос энергии из недр Солнца наружу?

№1. Можно ли заметить невооруженным глазом (через темный фильтр)

на Солнце пятно размером с Землю, если глаз различает объекты, видимые размеры которых 2-3'?
№2. Какова вторая космическая скорость на уровне фотосферы Солнца?
№3. Какая мощность излучения приходится в среднем на 1 кг солнечного вещества?