Конспект урока солнце его состав и внутреннее строение

Обновлено: 05.07.2024

Характеризовать физическое состояние вещества Солнца и источники его энергии.

Описывать внутреннее строение Солнца и способы передачи энергии из центра к поверхности.

Объяснять механизм возникновения на Солнце грануляции и пятен.

Описывать наблюдаемые проявления солнечной активности и их влияние на Землю.

Извлекать информацию из различных источников (включая средства массовой информации и интернет-ресурсы) и критически ее оценивать;

выполнять познавательные и практические задания (в том числе с использованием средств ИКТ).

Формировать навыки самостоятельной работы с книгами и техническими средствами информационных технологий;

формировать умение взаимодействия и сотрудничества в процессе учебной деятельности.

ТСО (оборудование)

Средства ИКТ (ЭФУ, программы, приложения, ресурсы сети Интернет)

Компьютер с проектором и колонками или интерактивная доска (ИД), у учащихся - персональные средства доступа в сеть Интернет (планшеты, смартфоны, телефоны, ноутбуки).

Google – Документы (шаблон документа создан учителем заранее, доступ открыт для просмотра и редактирования всем, у кого есть ссылка), ссылка на шаблон создана учителем в виде QR-кода

Организационная структура урока

Образовательные задачи (планируемые результаты)

Используемые ресурсы, в т.ч. ЭФУ (для ЭФУ укажите названия конкретных объектов и страницу)

Формулируют цель с использованием опорных глаголов (проанализировать, изучить и уметь, выяснить, доказать и обобщить, сравнить, закрепить)

Учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой частной задачи

Таблички с наименованием групп (или бейджи),

бумага для записей, маркеры

Для достижения поставленных учащимися целей предлагает создать тематические группы:

Конкретизируют перечень вопросов, распределяют их между собой, готовят учебники, планшеты.

Продуктивная самостоятельная деятельность

Персональные средства доступа в сеть Интернет (планшеты, смартфоны, телефоны, ноутбуки),

либо ПК (если урок проводится в компьютерном кабинете).


и заполнить его. Разрешается добавлять вопросы, но удалять нельзя. (Содержание документа см. в приложении)

Консультирует учащихся по заполнению Google -документа, помогает в случае затруднений с выбором источника информации, просматривает заполнение документа в динамике, фиксирует степень включенности в работу каждого учащегося

Задают уточняющие вопросы учителю и друг другу, помогают друг другу в случае затруднений

(самоконтроль с элементами рефлексии)

Выявление уровня овладения новым знанием, способом действий при решении учебно- познавательных и учебно-практических задач.

ИД с выходом в интернет

Выводит на экран полученный документ, предлагает дать самооценку работы каждой группы

Представитель каждой группы (спикер) кратко оценивает работу группы по примерному плану:

Ответили на все (не на все) вопросы

Наиболее активно работали ученики…

Нашли (не нашли) доп. информацию

Представление о возможностях для дальнейшего исследования темы, перспективах развития (творческий подход к решению задач и т.п.).

ИД с выходом в интернет

Фиксируют д/з (тетрадь, дневник)

Выводы обучающихся о достигнутых результатах, способах действий и условиях их достижения.

ИД с выходом в интернет, листочки бумаги для рефлексии

Предлагает учащимся оценить свою деятельность на уроке по пятиступенчатой шкале (шкала выводится на экран):

1) Я ничего не достиг на уроке

2) Я понял не все, мне нужно подумать, изучить материал самостоятельно

3) Я в целом понял всё, но у меня были затруднения

4) Я всё понял, но не всё успел записать

5) Я всё понял, всё успел сделать

Учащиеся оценивают свою деятельность, указав соответствующую цифру на листочке бумаги. Листочки сдают учителю.

Приложение. Шаблон для коллективного конспекта урока (google- документ)

Какие проявления солнечной активности существуют?

Какова периодичность солнечной активности?

Как влияет Солнце на Землю?

Что такое “протон-протонный цикл”? Как он связан с Солнцем?

Что является источником энергии Солнца?

Что такое солнечная постоянная?

Что позволяет вычислить закон Стефана-Больцмана?

С помощью какого инструмента астрономы изучают Солнце?

Каков химический состав Солнца? Как его определили?

К каким типам небесных тел относят Солнце? По каким признакам?

Основные характеристики Солнца (не менее 5)

Внутреннее строение Солнца

Атмосфера Солнца (по слоям, с указанием протяженности каждого слоя)

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Предмет: астрономия

Учитель: Дашко Татьяна Леонидовна

Уровень образования: базовый

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности.

Время проведения: 1 полугодие

Участники: 11 класс

Цель: формирование фундаментального астрономического понятия "звезда" на примере рассмотрения физической природы и основных характеристик Солнца как ближайшей и наиболее изученной звезды.

Задачи обучения:

Общеобразовательные - формирование понятий:

- об основных характеристиках Солнца как космического тела: массе, размерах, плотности, движении, химическом составе и состоянии вещества, магнитном поле, возрасте и т.д.
- о внутреннем строении Солнца (ядре, зонах лучистого переноса и конвекции) и солнечной атмосфере (фотосфере, хромосфере, короне);
- об основных параметрах внутреннего строения (температуре, давлении, плотности газа и т.д.)

- об энергетике Солнца;
- о космических явлениях, наблюдаемых в атмосфере Солнца (грануляция, пятна, факельные поля, протуберанцы, вспышки, солнечный ветер).

1) Формирование научного мировоззрения учащихся:

- в ходе знакомства с определенным типом космических объектов – звездами и при рассмотрении основных физических характеристик Солнца как ближайшей из звезд;
- при изучении материала об энергетике Солнца.

2) Атеистическое воспитание учащихся в результате опровержения мифа о "сотворении мира" в свете данных о природе и возрасте Солнца как звезды, рядовой по своим параметрам. Политехническое воспитание при знакомстве учащихся с применениями научных знаний о Солнце в практической деятельности человека.

Развивающие - формирование умений:

- анализировать информацию, объяснять свойства космических объектов на основе важнейших физических теорий;
- решать задачи на расчет основных параметров Солнца с использованием законов механики, молекулярной физики и термодинамики.

Ученики должны знать:

- об основных физических характеристиках Солнца (приближенные значения соответствующих числовых величин;);
- о внутреннем строении (ядре, зонах лучистого переноса и конвекции) и структуре атмосферы (фотосфере, хромосфере, короне) Солнца;
- о возможности расчета параметров внутреннего строения Солнца (температуре, давлении, плотности газа и т.д.) на основе законов физики;
- основные сведения о термоядерных реакциях в недрах Солнца как основе звездной энергетики;
- астрономические величины (температура фотосферы, температура и давление в центре Солнца, массу и размеры Солнца в сравнении с земными).

Ученики должны уметь:

- анализировать учебный материал, использовать обобщенный план для изучения космических объектов, делать выводы;
- решать задачи на расчет основных параметров Солнца с использованием законов механики, молекулярной физики и термодинамики.

Наглядные пособия и демонстрации:

Задание на дом: Изучить материала учебников:
- Б.А. Воронцов-Вельяминова: § 22 (1, 2); упр. 19.

Лекция, беседа, рассказ учителя

Закрепление изученного материала. Решение задач

Работа у доски, самостоятельное решение задач в тетради

Подведение итогов урока. Домашнее задание

Урок начинается с объявления о начале изучения новой, одной из важнейших в курсе астрономии, темы "Солнце и звезды". Учитель объясняет школьникам цель и задачи изучения новой темы: изучение физической природы звезд и звездных систем. Внимание учащихся обращается на следующие положения:

1. Звезды - отдельный самостоятельный тип космических тел, качественно отличающийся от других космических объектов.
2. Звезды – один из наиболее распространенных (возможно, наиболее распространенный) тип космических тел.
3. Звезды сосредотачивают в себе до 90% видимого вещества в той части Вселенной, в которой мы живем и которая доступна нашим исследованиям.
4. Атомы вещества, из которого состоит наша планета и мы сами образовались свыше 6 миллиардов лет назад в недрах звезд.
5. От ближайшей из звезд – Солнца - зависит существование и развитие жизни на Земле.

Затем в ходе фронтального опроса и беседы с учениками мы повторяем и актуализируем знания о природе Солнца и звезд, обретенные школьниками ранее на уроках природоведения, естествознания, физики среднего и старшего звена, и астрономии. Следует проверить понимание понятий "космические объекты", "космические тела" и "космические системы".

Далее следует лекционное изложение нового материала. Оно начинается с рассмотрения основных физических характеристик и внутреннего строения Солнца как ближайшей и наиболее подробно изученной звезды. Строение Солнца можно продемонстрировать при помощи соответствующей таблицы (при этом экономится учебное время), но для более качественного усвоения материала учениками лучше поэтапно, с соответствующими пояснениями, воспроизвести его на доске (а ученики перерисовывают ее в свои тетради).

Масса Солнца 1,989× 10 30 кг, в 333434 раз превышает массу Земли и в 750 раз - всех планетных тел Солнечной системы. Радиус Солнца 695990 км, в 109 раз больше земного. Средняя плотность солнечного вещества 1409 кг/м 3 , в 3,9 раза ниже плотности Земли. Ускорение силы тяжести на экваторе 279,98 м/с 2 (28 g). Экватор Солнца наклонен под углом 7,2 к плоскости эклиптики. Сидерический период вращения на экваторе равен 25,38 суток и увеличивается по направлению к полюсам (до 32 суток на широте 60 ). Солнце обладает магнитным полем со сложной структурой средней напряженностью 1-2 Гс.

Возраст Солнца около 5 млрд. лет.

Видимая звездная величина (блеск) Солнца -26,6 m . Мощность общего излучения Солнца 374× 10 21 кВт. Светимость Солнца 4× 10 20 Вт. Земля получает 1/2000000000 часть солнечной энергии: на площадку в 1 м 2 , перпендикулярную солнечным лучам за пределами земной атмосферы приходится 1,36 кВт лучистой энергии.

Температура видимой поверхности (фотосферы) Солнца 5770 К. Спектральный класс Солнца G2.

Химический состав Солнца: водород - 71 %, гелий - 26,5 %, остальные элементы 2,5 %. Солнце не содержит в своем составе неизвестных на Земле химических элементов.

Агрегатное состояние солнечного вещества – ионизированный атомарный газ (плазма). Вглубь Солнца, с увеличением температуры и давления, степень ионизации растет вплоть до полного разрушения атомов в ядре Солнца.

Внутреннее строение Солнца:

1. Ядро (зона термоядерных реакций) - центральная область, простирающаяся на 1/3 радиуса Солнца от его центра, вблизи которого при давлении до 2× 10 18 Па, температуре 1,5- 1,6× 10 7 К и плотности плазмы до 16 г/см 3 протекают термоядерные реакции превращения ядер атомов водорода в ядра атомов гелия, сопровождающиеся выделением колоссальной энергии. Ядро вращается как единое твердое тело с периодом 22-23 суток.

2. Зона лучистого переноса (расстояния от 1/3 до 2/3 R) – область, в которой выделяющаяся в солнечном ядре энергия передается наружу, от слоя к слою, в результате последовательного поглощения и переизлучения электромагнитных волн. Плавно распределяясь по возрастающему объему вещества, энергия (и, в соответствии с законом Вина, длина) электромагнитных волн постепенно уменьшаются от 10 -11 -10 -12 Дж (g - и жесткое рентгеновское излучение) на границе с ядром до 10 -16 Дж (жесткий ультрафиолет) на границе с конвективной зоной, где плотность плазмы составляет около 0,16 г/см 3 при давлении до 10 13 Па и температуре до 10 6 К.

Выше простирается атмосфера Солнца, в которой выделяется ряд следующих областей:

Фотосфера (сфера света) - слой газов толщиной 350-700 км. В нижнем слое фотосферы, обладающем температуре 8000 К при давлении солнечного вещества до 10 6 Па наблюдается гранулы - ячейки верхнего яруса конвективной зоны размерами около 700 км и временем существования до 8 минут - восходящие потоки раскаленных газов. Гранулы разделяются темными промежутками шириной до 300 км. Убывание температуры в наружных слоях фотосферы приводит к тому, что в спектре видимого излучения Солнца, почти полностью возникающего в фотосфере, наблюдаются темные линии поглощения. Они называются фраунгоферовыми в честь немецкого оптика Й. Фраунгофера (1787-1826), впервые зарегистрировавшего в 1814г. несколько сотен таких линий. По той же причине (падение температуры от центра Солнца) солнечный диск с края кажется более темным. Светлые участки фотосферы , на которых поверхность Солнца разогрета до 7000-10000 К, называются факельными полями (флоккулами). Отдельные участки фотосферы с пониженной до 4000-4500 К температурой по контрасту с раскаленной окружающей поверхностью воспринимаются как черные солнечные пятна.

Фотосфера условно считается "видимой поверхностью" Солнца (хотя на самом деле это тонкий слой раскаленного ионизированного газа) потому, что в вышележащих слоях солнечной атмосферы плотность вещества уменьшается настолько, что мы видим фотосферу Солнца сквозь эти слои, которые можем наблюдать лишь в особых обстоятельствах или при помощи специальных приборов.

Хромосфера толщиной около 10 4 км наблюдается во время полных солнечных затмений как красноватое кольцо вокруг Солнца. Её температура составляет десятки и сотни тысяч кельвин. Выше 1500 км хромосфера представляет собой совокупность сравнительно плотных и горячих (6000-15000 К) газовых струй и волокон. На высоту 4000-5000 км со скоростью 20 км/с поднимаются редкие изолированные столбы солнечного вещества – хромосферные спикулы диаметром 500-3000 км, занимающие до 0,5 % солнечной поверхности. На высоту от 10 4 –10 5 км вздымаются протуберанцы - сравнительно холодные плотные облака солнечного вещества разнообразной, часто причудливой формы. Время от времени наблюдаются хромосферные вспышки – термоядерные взрывы с выделением энергии до10 25 Дж.

Корона – внешняя, наиболее разреженная часть солнечной атмосферы, обладает очень сложной и постоянно изменяющейся структурой. Корона разделяется на внутреннюю (Т 6 К) и внешнюю (Т 6 К), образующую на расстоянии в несколько радиусов Солнца поток солнечного вещества - заряженных частиц (е - , р) и электромагнитного излучения - солнечный ветер, "дующий" со скоростью от 350-400 км/с на экваторе до 700 км/с на полюсах Солнца. Лучше всего хромосферу и корону наблюдать со спутников и орбитальных космических станций в УФ-вых и рентгеновских лучах.

Солнце и звезды светят потому, что в их недрах происходят термоядерные реакции превращения ядер атомов водорода в ядра атомов гелия.

Вы уже знаете, что массы звезд в сотни тысяч раз, в миллионы раз превышают массу Земли. Такая огромная масса порождает очень сильное давление верхних слоев вещества звезды на вещество вблизи её центра. Температура и давление вглубь звезды очень быстро растут: так, если температура видимой поверхности Солнца составляет около 6 000 К, то к центру Солнца она возрастает до 15 000 000 К при давлении до 2× 10 18 Па! В недрах более массивных звезд температура и давление еще выше.

Звезды почти целиком состоят из водорода и гелия: Солнце содержит 71% водорода, 26,5% гелия и лишь 2,5% других, более тяжелых химических элементов.

Под действием высоких температур и давлений в центрах звезд ядра атомов водорода - протоны - сближаются так тесно, что силы ядерного притяжения преодолевают силы электрического отталкивания. В результате этого взаимодействия протоны объединяются, образуя ядра атома гелия. Процесс идет в 3 этапа с огромным выделением энергии.

Эти термоядерные реакции носят название протон-протонного цикла. В более массивных звездах помимо реакций протон-протонного цикла протекают более мощные термоядерные реакции азотно-углеродного цикла, в которых ядра атомов азота и углерода являются катализаторами термоядерных реакций превращения водорода в гелий.

Водород – "звездное топливо", "сгорающее" в недрах звезд для того, чтобы они могли жить и светить. С течением времени близ центра Солнца и других звезд становится все меньше водорода и все больше гелия.

Чем меньше масса звезды, тем ниже давление и температура в её недрах, тем слабее, с меньшим выделением энергии идут термоядерные реакции, тем дольше "сгорает", превращаясь в гелий, водород в ядре звезды и тем дольше она живет. У красных тусклых звезд-карликов долгий век - они живут десятки миллиардов лет.

Наше Солнце - желтая, средняя по своим характеристикам звезда класса G живет уже 5 миллиардов лет, и будет светить еще почти 8 миллиардов лет.

Существование звезд обусловлено равновесием сил тяготения и упругости (газового давления)

Наше Солнце и другие звезды можно сравнить со сверхмощными - мощностью в миллиарды миллиардов земных водородных бомб! – естественными, природными термоядерными бомбами, непрерывно взрывающимися в течение миллионов и миллиардов лет.

Почему же этот сверхмощный взрыв не разрывает, не распыляет звезду в космическом пространстве? Этому мешает сила всемирного тяготения.

Масса звезд настолько велика, что сила тяготения мешает веществу звезды разлетаться в окружающем пространстве, притягивает его к центру звезды.

На каждую частицу вещества внутри звезды постоянно действуют две силы: одна из них - сила давления световых лучей и раскаленного газа, возникающая в ходе термоядерных реакций в недрах звезды, отталкивает эту частицу вещества прочь от звезды; другая - сила тяготения - стремится притянуть её обратно. Эти силы равны по величине, но противоположны по направлению. Они уравновешивают друг друга миллионы и миллиарды лет.

Солнечно-земные связи. Солнце оказывает огромное влияние на явления, происходящие на Земле. Коротковолновое его излучение определяет важнейшие физико-химические процессы в верхних слоях земной атмосферы. Видимые и ИК лучи являются основными поставщиками тепла для Земли. В различных странах мира, в том числе и в нашей стране, проводятся работы по более широкому использованию солнечной энергии для хозяйственных и промышленных целей. Солнце не только согревает и освещает Землю. Проявление солнечной активности сопутствует возникновению целого ряда геофизических явлений. Потоки заряженных частиц, ускоренные во вспышках, влияют на магнитное поле З. и вызывают магнитные бури, которые приводят к проникновению заряженных частиц в более низкие слои атмосферы, отчего и возникают полярные сияния. Коротковолновое излучение С. Усиливает ионизацию верхних слоев атмосферы, что сильно влияет на условия распространения радиоволн, иногда нарушается радиосвязь. Оказалось, то активные процессы на С., влияя на атмосферу и магнитное поле З., косвенным образом влияют и на сложные процессы органического мира – как животного, так и растительного. Эти воздействия и механизм в настоящее время исследуются учеными.

На заключительном этапе урока можно предложить ученикам выполнить 1-3 задачи.

Какая энергия поступает за 1мин. от Солнца в озеро площадью 1 км в ясную погоду, если высота Солнца над горизонтом 30, а атмосфера пропускает 80% излучения?

Решение: Т.к. солнечная постоянная составляет 1,36 кВт/м 2 (за пределами атмосферы), то на 1м 2 озера за 1 сек поступает энергия, равная

1,36*10 3 Дж/(с*м 2 )*0,8*0,5=544 Дж/(с*м 2 ), а на всю его площадь за 1 мин:

544 Дж/(с*м 2 ) 60с*10 6 м 2 =3,3*10 10 Дж.

Какая мощность излучения в среднем приходится на 1 кг солнечного вещества?

Решение: зная полную мощность излучения Солнца (его светимость L =4 10 26 Вт) и его массу (М=2 10 30 кг), нетрудно рассчитать, что искомая величина составляет 2 10 -4 Вт/кг.

Общая часть

Солнце: его состав и внутреннее строение

Используемый учебник

Астрономия. Базовый уровень.

Учебник /Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут – 5-е изд., пересмотр., – М: Дрофа, 2018. – 238 стр.

Планируемые образовательные результаты

Рбъяснять физическую сущность источников энергии Солнца и звёзд; описывать процессы термоядерных реакций протон-протонного цикла; объяснять процесс переноса энергии внутри Солнца; описывать строение солнечной атмосферы; пояснять грануляцию на поверхности Солнца; характеризовать свойства солнечной короны; раскрывать способы обнаружения потока солнечных нейтрино; обосновывать значения открытия солнечных нейтрино для физики и астрофизики.

Использовать физические законы и закономерности для объяснения явлений и процессов, наблюдаемых на Солнце; формулировать логически обоснованные выводы относительно полученных аналитических закономерностей для светимости Солнца, температуры его недр и атмосферы.

Высказывать мнение относительно достоверности косвенных методов получения информации о строении и составе Солнца; участвовать в обсуждении полученных результатов аналитических выводов; проявлять заинтересованность в самостоятельном проведении наблюдении Солнца.

ТСО (оборудование)

Средства ИКТ (ЭФУ, программы, приложения, ресурсы сети Интернет)

Структура и внутреннее излучение Солнца

Солнце. Видимая поверхность звезды

Организационная структура урока

Образовательные задачи (планируемые результаты)

Используемые ресурсы, в т.ч. ЭФУ (для ЭФУ укажите названия конкретных объектов и страницу)

Мотивирование на учебную деятельность

Создать условия, когда обучающийся понимает требования к нему на уроке, испытывает желание включиться в работу и верит, что учебная деятельность ему под силу.

Настраивает обучающихся на успешную работу.

Обучающиеся смотрят фильм и выдвигают предположение о теме урока, обсуждают её и формулируют.

Обсудить значимость темы. В результате выделяются следующие аспекты.

В процессе беседы учитель ограничивает те вопросы, которые будут рассматриваться на данном уроке: химический состав и строение Солнца, источник его энергии.

Участвуют в беседе.

Целеполагание, постановка проблемы

  1. Акцентировать внимание обучающихся на методах получения информации о Солнце и его излучении. Среди методов отмечают: – визуальное наблюдение средствами наземных и космических обсерваторий; – спектральный анализ.
  2. Перед обучающимися сформулировать проблемный вопрос: есть ли поверхность у Солнца, ведь наблюдателю звезда представляется в виде небольшого диска диаметром около 0,50 .

Подводит учеников к определению границ знания и незнания, осознанию темы, целей и задач урока.

В совместной работе выявляются причины затруднения, выясняется проблема. Обучающиеся самостоятельно формулируют цель урока.

Работают с учебником.

Поиск путей решения проблемы

Способствовать деятельность обучающихся по самостоятельному поиску путей решения проблемы.

  1. Данный вопрос приводит к результатам применения метода спектрального анализа.
  2. Наблюдение за Солнцем– нельзя смотреть без защиты глаз темным светофильтром (закопченное стекло, засвеченная пленка, а лучше затмение наблюдать через стекло масти электросварки).
    Нельзя наблюдать через телескоп даже со светофильтром, только проецировать изображение на экран.
    Что можно увидеть: пятна, факелы возле пятен на краю диска, протуберанцы, вспышки и так далее.

Структура и внутреннее излучение Солнца

  1. Планируют пути достижения намеченной цели. Осуществляют учебные действия по плану.
  2. Используя диаграммы химического состава Солнца, определяют, что в химическом составе светила преобладают лёгкие элементы, которые находятся в особом агрегатном состоянии – в состоянии плазмы. Химический состав Солнца различен на разных глубинах.

В процессе решения задач используются законы физики и раскрываются ряд характеристик Солнца.

  1. Определите размер Солнца.
  2. Определите массу Солнца.
  3. Определите светимость.
  4. Определите температуру Солнца.
  5. Определите химический состав Солнца.

Солнце. Видимая поверхность звезды

Обучающиеся делятся на 5 групп (по числу задач)

Выполняют задания, которые сначала казались непосильными для решения:

  1. Задача 1*
  2. Задача 2*
  3. Задача 3*
  4. Задача 4*
  5. Задача 5*

Разобрать решённые задачи у доски

Помогает, советует, консультирует

Проверяют решение, выявляют, все ли справились с заданием, формулируют затруднения

Самостоятельная работа с использованием полученных знаний

Выявить качество усвоения материала.

  1. Перечислить правила, которыми необходимо руководствоваться при проведении наблюдения Солнца.
  2. Оценить, какая энергия выделилась, если бы Солнце целиком состояло из водорода, который превратился бы в результате термоядерной реакции в гелий.

Солнце. Видимая поверхность звезды

Выполняют задания по новой теме, используя самопроверку.

Обеспечить понимание содержания домашнего задания.

  1. Результаты первых наблюдений Солнца Галилеем.
  2. Устройство и принцип действия коронографа.

Задачи для подготовки к ЕГЭ по физике:

  1. Плотность фотосферы Солнца не превышает порядка 10-4 кг/м 3 , а число атомов преобладающего в фотосфере газа 1017 в каждом кубическом сантиметре. Сравните параметры фотосферы с плотностью и числом частиц, содержащихся в том же объёме воздуха при комнатной температуре и нормальном давлении.
  2. Сколько каменного угля сжигается для получения энергии, выделяющейся при превращении 1 г. водорода в гелий?

Разъясняет, предлагает задания на выбор

У обучающихся имеется возможность выбора домашнего задания в соответствии со своими предпочтениями.

Подведение итогов, рефлексия

Дать оценку работы класса. Сделать совместные с учителем выводы:

  1. Солнце по своим физическим характеристикам является, с одной стороны, обычной звездой – лишь одной из звёзд во Вселенной, но, с другой стороны, она является исключительной и необыкновенной, так как её достаточно близкое расположение позволяет использовать множество методов для получения информации об удалённых звёздах.
  2. Солнце и звёзды – самоуправляемые термоядерные реакторы.
  3. Существующая современная модель строения Солнца позволяет объяснить наблюдаемые свойства звезды, а также высказать убеждённость в наличии влияния солнечной активности на Землю.

Благодарит учеников за урок

Обучающиеся называют тему урока, его этапы, перечисляют виды деятельности на каждом этапе, определяют предметное содержание. Делятся мнением о своей работе на уроке

Задачи*:
1. Размер

ρʘ=16'

pʘ=8,8"

Rʘ= ρʘ/pʘ. R⊕ =(16.60"/8,8").R⊕≈109 R⊕

Rʘ≈695000км = 109 R⊕

3. Светимость (L)

В ходе измерений на Земле и с КА в течении нескольких лет установлено количество получаемого Землей тепла от Солнца и получено значение солнечной постоянной.

q=1367 Вт/м 2 =1367 Дж/м 2 с ≈1400 Вт/м 2 Тогда на радиусе орбиты Земли можно установить количество энергии, излучаемой Солнцем (т.е. светимость).

Lʘ=qʘ·Sсферы шара = qʘ·4πRорб⊕ 2 = 1367·4·3,1415·(149,6·10 9 ) 2 = 3,876·10 26 Вт/c.

По сравнению с другими звездами 1,3·10 –5 Lʘ 5 Lʘ

4. Температура (T) -определяют разными способами, основанными на открытых на Земле физических законах.

1. Способ: Из светимости Солнца выясним энергию, излучаемую единицей поверхности Солнца в единицу времени.

с другой стороны ε=δТ 4 Закон Степана-Больцмана

δ = 5,67·10 –8 Вт/(м 2 ·К 4 ) -коэффициент пропорциональности

Закон установлен экспериментально Йозев Стефан ( 1879г, Австрия) и доказал теоретически Людвиг Больцман ( 1884г, Австрия). В данном случае Солнце считается абсолютно черным телом, т.е. идеальный накопитель излучения и излучатель (реально только≈).

2. Способ: Экспериментально определяют λmax соответствующую максиму излучаемой энергии.

Закон излучения открыл в 1896г Вильгельм Вин (1864-1928, Германия).

λ max·Т = b, где b = 0,2897·10 7 Å·К – постоянная Вина

Чем выше Т тем меньше λmax

Для Солнца λmax =4800Å 1Å=10 –10 М

это желтая линия , поэтому и Солнце желтое (т.к max излучения приходится на желтые лучи).

Если брать λ в см, то получим формулу

Это на поверхности, а глубже температура больше. В таком состоянии вещество находится в газообразном состоянии, причем многие атомы ионизированы, т. е Солнце– раскаленный газовый (плазменный) шар.

5. Химический состав Когда-то считали что никогда не узнают из чего состоят звезды.

Еще И.Ньютон (Англия) в 1665 г открыл дисперсию (разложил свет в спектр).

По спектру на Солнце никаких неземных химических элементов нет. Самые распространенные на Солнце элементы – 70% водорода, и 28% – гелия.

Все звезды в основном состоят из Н и Не (это основные химические элементы Вселенной).


В течение уже довольно длительного времени мы с вами изучаем строение нашей Солнечной системы. Мы познакомились с её 8 большими планетами, карликовыми планетами и малыми телами. Теперь пришло время поговорить о центральном объекте Солнечной системы — о Солнце. На этом уроке мы рассмотрим общие сведения о Солнце. Узнаем, что такое светимость Солнца, и научимся её рассчитывать. Выясним, какие химические элементы входят в состав нашей звезды. А также вспомним, что является источником её энергии.


В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности




Конспект урока "Состав и строение Солнца"

В течение уже довольно длительного времени мы с вами изучаем строение нашей Солнечной системы. Мы познакомились с её 8 большими планетами, карликовыми планетами и малыми телами.

Теперь пришло время поговорить о центральном объекте Солнечной системы — о Солнце. Оно занимает исключительное положение в нашей с вами жизни. Солнце обеспечивает нас светом, теплом, а также является источником всех видов энергии, используемых человечеством.


Солнце — это всего лишь одна из около 200 млрд звёзд нашей Галактики. Детально изучая его физическую природу, мы, скорее всего, получаем важнейшие сведения о природе остальных звёзд и процессах, проходящих в них.

Человечество на протяжении всей своей истории восхищалось и поклонялось Солнцу. Это было самое могущественное божество у большинства древних народов мира, а культ непобедимого Солнца был одним из самых распространённых (Ге́лиос — греческий бог Солнца, Аполлон — бог Солнца у римлян, Митра — у персов, Ярило — у славян). В честь Солнца возводились огромные храмы, о нём слагались песни и ему приносились жертвы.

Сейчас же учёные с помощью башенных солнечных телескопов и телескопов, установленных на бортах спутников, активно изучают природу Солнца и выясняют его влияние на нашу планету. А важнейшую информацию о физических процессах, происходящих на Солнце, даёт изучение его спектра. Дело в том, что химические элементы, которые присутствуют в атмосфере Солнца, поглощают из непрерывного спектра, излучаемого фотосферой, свет определённой частоты. В результате в непрерывном спектре появляются тёмные линии — линии поглощения.


Их анализ показал, что преобладающим элементом на Солнце является водород — на его долю приходится примерно 73,5 % солнечной массы. Ещё почти 25 % массы Солнца приходится на гелий. Однако сразу же оговоримся, что данных о соотношении элементов в глубинных слоях Солнца очень и очень немного.

Вещество Солнца представляет собой сильно ионизированную плазму, средняя плотность которой составляет порядка 1400 кг/м 3 . Однако по мере приближения к центру Солнца его плотность, как и температура с давлением, достигают максимальных значений.



Данная модель Солнца даёт основания предполагать, что в центре нашей звезды находится ядро, радиус которого может достигать примерно 150—175 тыс. километров.

В последней трети радиуса Солнца находится конвективная зона. В ней передача энергии осуществляется посредством конвекции (то есть перемешиванием).

Конвективная зона простирается практически до самой видимой поверхности Солнца — атмосферы (о её строении мы с вами поговорим на ближайших уроках).

Солнце — это типичный представитель звёзд, представляющий собой раскалённый плазменный шар. Его масса примерно равна 2 ∙ 10 30 килограммам, что в 333 000 раз больше массы Земли, и составляет почти 99,87 % суммарной массы всех тел Солнечной системы. Средний диаметр Солнца в 109 раз превышает диаметр нашей планеты. А его объём в 1 301 019 раз больше объёма Земли.

Такой гигантский плазменный шар излучает в космическое пространство колоссальный по мощности поток излучения. Однако Земля получает всего одну двухмиллиардную долю солнечного излучения. При этом измерения за пределами земной атмосферы показали, что на поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно солнечным лучам, ежесекундно поступает энергия, практически не меняющаяся в течение длительного промежутка времени. Эта величина была названа солнечной постоянной:


Второй не менее важной характеристикой Солнца является его светимость или полное количество энергии, излучаемое Солнцем по всем направлениям за единицу времени. Она определяется как произведение величины солнечной постоянной и площади сферы радиусом в одну астрономическую единицу:

L⨀ = E ∙ 4πR 2 .

Подставив в уравнение значения входящих в него величин и проведя необходимые вычисления, получаем, что светимость нашей звезды составляет примерно 3,8 ∙ 10 26 Вт.

Самостоятельно подумайте, почему для вычислений радиус сферы принимается равным 149,6 миллиона километров.

С Земли мы видим диск Солнца — ослепительный жёлтый (реже белый) круг со средним угловым диаметром около 32’. Это видимый слой атмосферы Солнца — фотосфера. Она даёт основную часть излучения Солнца. При этом считается, что Солнце излучает энергию, как абсолютно чёрное тело. Тогда температура фотосферы Солнца может быть рассчитана по закону Стефана — Больцмана, согласно которому мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна четвёртой степени температуры:

Е = σТ 4 .

В записанной формуле σ — это постоянная Стефана — Больцмана (σ = 5,67 ∙ 10 –8 Вт/(м 2 ∙ К 4 )).

Подставив это уравнение в формулу для определения светимости Солнца нетрудно выразить температуру фотосферы Солнца:


После подстановки чисел получим, что температура фотосферы примерно равна 5745 К. Очевидно, что такая высока температура может поддерживаться лишь за счёт постоянного притока энергии из недр Солнца.


И лишь в 30-х годах ХХ в. американский астрофизик Ханс Альбрехт Бетэ высказал предположение о том, что энергию Солнце получает за счёт термоядерных реакций, происходящих в его недрах.


Им же был открыт водородный (или протон-протонный) цикл — цепочка из трёх термоядерных реакций, приводящая к образованию гелия из водорода:





Обратите внимание на то, что для образования двух ядер , необходимых для третьей реакции, первые две должны произойти дважды.

Читайте также: