Какие могут быть лучи солнца. Излучение нашей звезды

Что такое Солнце? В масштабах видимой Вселенной это – всего лишь крошечная звезда на окраине галактики, которая носит название Млечный Путь. Но для планеты Земля Солнце – не просто раскаленный сгусток газа, а источник тепла и света, необходимый для существования всего живого.

С доисторических времен дневное светило было объектом поклонения, его движение по небесной тверди ассоциировалось с проявлением божественных сил. Исследования Солнца и его излучения начались еще до принятия гелиоцентрической модели Николая Коперника, над его загадками ломали головы величайшие умы древних цивилизаций.

Технический прогресс подарил человечеству возможность изучить не только процессы внутри и на поверхности Солнца, но и изменения земного климата под его воздействием. Статистические данные позволяют дать четкий ответ на вопрос, что такое солнечная радиация, в чем она измеряется и определить ее влияние на живые организмы, населяющие планету.

Что называют солнечной радиацией

Природа солнечного излучения оставалась неясной до тех пор, пока в начале ХХ века выдающийся астроном Артур Эддингтон не предположил, что источником колоссальной солнечной энергии являются реакции термоядерного синтеза, которые происходят в его недрах. Температура вблизи его ядра (около 15 млн градусов) является достаточной для того, чтобы протоны преодолевали силу взаимного отталкивания и в результате столкновения образовывали ядра Гелия.

Впоследствии ученые (в частности – Альберт Эйнштейн) обнаружили, что масса ядра Гелия несколько меньше суммарной массы четырех протонов, из которых оно образуется. Этот феномен получил название дефекта масс. Проследив взаимосвязь массы и энергии, ученые обнаружили, что этот излишек выделяется в виде гамма-квантов.

При прохождении пути от ядра к поверхности Солнца через слои составляющих его газов, гамма-кванты дробятся и превращаются в электромагнитные волны, среди которых находится и видимый человеческому глазу свет. Этот процесс занимает около 10 млн лет. А для достижения солнечного излучения земной поверхности требуется всего 8 минут.

Солнечная радиация включает в себя электромагнитные волны с широким диапазоном и солнечный ветер, который представляет собою поток лёгких частиц и электронов.

Какие существуют виды солнечного излучения и его характеристики

На границе атмосферы Земли интенсивность солнечного излучения – постоянная величина. Энергия Солнца дискретна и переносится порциями (квантами) энергии, но их корпускулярный вклад относительно мал, поэтому солнечные лучи рассматриваются как электромагнитные волны, которые распространяются равномерно и прямолинейно.

Основной волновой характеристикой является длина волны, с помощью которой выделяют виды излучения:

радиоволны;
инфракрасное (тепловое);
видимый (белый) свет;
ультрафиолетовое;
гамма-лучи.

Солнечная радиация представлена инфракрасным (ИК), видимым (ВС) и ультрафиолетовым (УФ) излучением в соотношении 52%, 43% и 5% соответственно. Количественной мерой излучения Солнца считается энергетическая освещенность (плотность энергетического потока) – лучистая энергия, поступающая в единицу времени на единицу поверхности.

Распределение солнечной радиации по земной поверхности

Большая часть излучения поглощается атмосферой земли и нагревает ее до привычной для живых организмов температуры. Озоновый слой пропускает всего 1% ультрафиолетовых лучей и служит щитом от более агрессивного коротковолнового излучения.

Атмосфера поглощает около 20 % солнечных лучей, 30% рассеивает в разные стороны. Таким образом, на земную поверхность попадает только половина лучистой энергии, названная прямой солнечной радиацией.

На интенсивность прямого солнечного излучения влияет несколько факторов:

угол падения солнечных лучей (географическая широта);
расстояние от точки падения до Солнца (время года);
характер отражающей поверхности;
прозрачность атмосферы (облачность, загрязненность).

Рассеянное и прямое излучение составляют суммарную солнечную радиацию, интенсивность которой измеряется в калориях на единицу поверхности. Понятно, что солнечная радиация оказывает влияние только в дневное время суток и распределяется по земной поверхности неравномерно. Ее интенсивность увеличивает по мере приближения к полюсам, однако снега отражают большую долю лучистой энергии, в результате чего воздух не нагревается. Поэтому суммарный показатель уменьшается по мере отдаления от экватора.

Солнечная активность формирует климат Земли и воздействует на процессы жизнедеятельности организмов, которые ее населяют. На территории стран СНГ (в северном полушарии) в зимнее время года преобладает рассеянное излучение, в летнее – прямое.

Инфракрасное излучение и его роль в жизни человечества

Солнечная радиация представлена преимущественно , невидимым человеческому глазу. Именно оно нагревает земную почву, которая впоследствии отдает тепло атмосфере. Таким образом, поддерживается оптимальная для жизни на Земле температура и привычные климатические условия.

Кроме Солнца источниками инфракрасного излучения являются все нагретые тела. По этому принципу работают все нагревательные приборы и устройства, которые позволяют разглядеть более или менее нагретые предметы в условиях плохой видимости.

То, что человек не в состоянии воспринимать инфракрасный свет, не уменьшает его влияния на организм. Этот вид излучения нашел применение в медицине благодаря таким свойствам:

расширение кровеносных сосудов, нормализация кровотока;
увеличение количества лейкоцитов;
лечение хронических и острых воспалений внутренних органов;
профилактика кожных заболеваний;
удаление коллоидных рубцов, лечение незаживающих ранений.

Инфракрасные термографы позволяют вовремя выявить заболевания, не поддающиеся диагностике с помощью других методов (тромбы, раковые опухоли и т.д.). Инфракрасное излучение является своеобразным «противоядием» от негативного ультрафиолета, поэтому его целительные свойства применяются для восстановления здоровья людей, длительное время пребывавших в космическом пространстве.

Механизм воздействия инфракрасных лучей полностью не изучен и, как и любой вид радиации, при неграмотном использовании может нанести вред здоровью человека. Противопоказано лечение с помощью ИК-лучей при наличии гнойных воспалений, кровотечений, злокачественных опухолей, недостаточности мозгового кровообращения и сердечно-сосудистой системы.

Спектральный состав и свойства видимого света

Световые пучки распространяются прямолинейно и не накладываются друг на друга, что порождает справедливый вопрос, почему окружающий мир поражает многообразием различных оттенков. Секрет заключается в основных свойствах света: отражении, преломлении и поглощении.

Доподлинно известно, что предметы не испускают свет, он частично поглощается ими и отражается под разным углом в зависимости от частоты. Человеческое зрение эволюционировало веками, однако сетчатка глаза способна воспринимать только ограниченный диапазон отраженного света в узком промежутке между инфракрасным и ультрафиолетовым излучением.

Изучение свойств света породило не только отдельную отрасль физики, но и ряд ненаучных теорий и практик, основанных на влиянии цвета на психическое и физическое состояние индивидуума. Оперируя этими знаниями, человек оформляет окружающее пространство в наиболее приятном для глаз цвете, что делает быт максимально комфортным.

Ультрафиолетовое излучение и его влияние на организм человека

Ультрафиолетовый спектр солнечного света состоит из длинных, средних и коротких волн, которые отличаются физическими свойствами и характером воздействия на живые организмы. Ультрафиолетовые лучи, которые относятся к длинноволновому спектру, преимущественно рассеиваются в атмосфере и не достигают поверхности земли. Чем меньше длина волны, тем глубже проникает ультрафиолет в кожные покровы.

Ультрафиолетовое излучение необходимо для поддержания жизни на Земле. На организм человека УФ-лучи оказывают следующее влияние:

насыщение витамином D, необходимым для формирования костной ткани;
профилактика остеохондроза и рахита у детей;
нормализация обменных процессов и синтеза полезных ферментов;
активация регенерации тканей;
улучшение кровообращения, расширение сосудов;
повышение иммунитета;
снятие нервного возбуждения за счет стимуляции выработки эндорфинов.

Несмотря на объемный перечень положительных качеств, солнечные ванны не всегда эффективны. Длительное пребывание на солнце в неблагоприятное время или в периоды аномально высокой солнечной активности сводит на нет полезные свойства УФ-лучей.

Ультрафиолетовое облучение в больших дозах имеет результат прямо противоположный ожидаемому:

эритему (покраснение кожи) и солнечные ожоги;
гиперемию, отечность;
повышение температуры тела;
головные боли;
нарушение функций иммунной и центральной нервной систем;
снижение аппетита, тошнота, рвота.

Эти признаки являются симптомами солнечного удара, при котором ухудшение состояния человека может происходить незаметно. Порядок действий при солнечном ударе:

переместить человека из зоны воздействия прямых солнечных лучей в прохладное место;
положить на спину и поднять ноги на возвышение, чтобы нормализовать кровообращение;
ополоснуть лицо и шею прохладной водой, желательно сделать компресс на лоб;
обеспечить возможность свободно дышать и избавить от тесной одежды;
в течение получаса дать напиться небольшим количеством чистой холодной воды.

В тяжелых случаях при потере сознания необходимо вызвать бригаду скорой помощи и по возможности привести пострадавшего в чувство. Медицинская помощь больному заключается в экстренном введении глюкозы или аскорбиновой кислоты внутривенно.

Правила безопасного загара

УФ-лучи стимулируют синтез особого гормона меланина, с помощью которого кожа человека темнеет и принимает бронзовый оттенок. Споры о пользе и вреде загара ведутся не одно десятилетие.

Доказано, что загар – это защитная реакция организма на облучение ультрафиолетом, а чрезмерное увлечения солнечными ваннами увеличивает риск возникновения злокачественных образований.

Если желание отдать дань моде преобладает, необходимо понимать, что такое солнечная радиация, как от нее защититься и следовать простым рекомендациям:

загорать постепенно исключительно в утреннее или вечернее время;
не находиться под прямыми солнечными лучами более часа;
наносить на кожу защитные средства;
пить больше чистой воды, чтобы избежать обезвоживания;
включить в рацион продукты, в которых содержится витамин Е, бета-каротин, тирозин и селен;
ограничить употребление алкогольных напитков.

Реакция организма на облучение ультрафиолетом индивидуальна, поэтому время для солнечных ванн и их длительность должны подбираться с учетом типа кожи и состояния здоровья человека.

Крайне противопоказан загар беременным, пожилым, людям с заболеваниями кожи, сердечной недостаточностью, психическими расстройствами и при наличии злокачественных образований.

Солнечные дни всегда приносят радость людям. Они наполняют нас жизненной энергией и насыщают наше тело витамином D. Солнце делает вокруг все красивее и насыщеннее. Но его воздействие на человеческий организм может нести не только пользу, но и вред. Если проводить большое количество времени под солнечными лучами, то это чревато появлением различных серьезных заболеваний. Поэтому в данной статье хотелось бы поговорить о пользе и вреде солнца, и способах избежания вредного воздействия уф-лучей.

Польза солнца для здоровья

укрепляет иммунную систему,
выработка витамина D,
участвует в кальциевом обмене,
улучшает кровообращение,
стимулирует работу пищеварительной системы,
укрепляет костный скелет,
защищает от осложнений при беременности,
лечит кожные заболевания,
стимулирует выработку гормонов,
заряжает энергией,
поднимает настроение,
помогает справиться со стрессами и депрессией,
успокаивает нервную систему,
улучшает сон.

✔ Нормализует артериальное давление. Доказано, что под действием ультрафиолета в организме высвобождается оксид азота. Он ускоряет обменные процессы, снижает давление и препятствует образованию тромбов, уменьшает риск развития инфарктов и инсультов.

✔ Бережет сердце. По оценкам ученых Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (США), регулярный прием солнечных ванн способен продлить срок жизни на 26%. Дело в том, что в это время в достаточном количестве появляется витамин D, препятствующий развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

✔ Усиливает защитные функции организма. Благодаря ультрафиолету и теплу мы редко болеем летом. Но все хорошо в меру: если переусердствовать с загаром и подолгу нежиться на пляже, иммунитет ослабнет. Вот причина, по которой северяне на курорте чаще подвержены герпесу и простуде.

Солнечные лучи помогают бороться с бактериями. Поэтому у тех, кто страдает дерматитами и экземами, в теплое время года улучшается состояние, у подростков уменьшается количество угрей и прыщиков. До осени пропадают грибковые болезни кожи.

✔ Укрепляет костную систему. Без воздействия ультрафиолета не образуется кальциферол. Дефицит этого вещества приводит к серьезному нарушению кальциевого обмена, который нельзя восстановить аптечными препаратами. У взрослых в таких условиях развивается остеопороз — хрупкость костей, опасная переломами, а у детей появляется рахит.

✔ Повышает тонус. Солнечный свет стимулирует выработку гормонов счастья — эндорфина и серотонина. Первый улучшает настроение, работоспособность, концентрацию, увеличивает энергию. Второй также заставляет радоваться и защищает от аллергии.

Солнечный свет доступен даже в пасмурную погоду и прохладные дни — часть лучей проникает сквозь толщу облаков. Для здоровья сердца и сосудов полезнее всего находиться на улице именно в такую погоду. Гуляйте ежедневно, от рассвета и до 11 ч утра, это бодрит и тонизирует, и с 16 ч до заката, чтобы расслабиться.

Перечисленные выше положительные воздействия солнца на организм человека, безусловно, возможны только в случае грамотного нахождения под солнечными лучами.

Вред солнца для человека

Мы понимаем, что без солнца не было бы жизни на Земле и что ультрафиолет запускает в коже выработку витамина D. Но при этом излучение вызывает образование свободных радикалов и мутацию клеток, может привести к фотостарению кожи, потере эластичности, в худшем случае к развитию злокачественной опухоли – меланомы. Другими словами, как бы вы ни ухаживали за кожей весь год, солнце может все пустить насмарку. И если красота и вечная молодость волнуют далеко не каждого, то рисковать жизнью точно никто не хочет.

Вред солнечных лучей

Нас интересуют длинные волны UVA и средние UVB. Есть еще короткие волны UVC, но они теряются в атмосфере. Итак, первые – те самые, что светят даже в снежном марте. Они преодолевают все препятствия, включая тучи, туман, стекла, поэтому 95 из 100 таких лучей достигают поверхности Земли. Они проникают глубоко в кожу и радуют нас загаром, а в неправильных дозах приводят к фотостарению кожи.

Вторые, В-лучи, боятся облаков и окон, но представляют гораздо больше опасности при ясной погоде. Это они вызывают солнечные ожоги и рак кожи. Это из-за них с 10 до 17 надо держаться от солнца подальше, ведь именно в эти часы UVB-лучи активны.

Вред солнцезащитных кремов и средств

Угроза солнечной радиации не означает, что мы должны покрыть свое тело первыми попавшимися солнцезащитными средствами с максимальным SPF-фактором и спокойно загорать на солнце. Наоборот, многие подобные крема и лосьоны представляют не меньшую опасность. Сделанные из ненатуральных химических веществ, они блокируют естественную защиту кожи от солнца и могут также быть причиной развития меланомы. Тем более опасно наносить их на участки, где уже есть солнечный ожог. Кроме того, многие излишне полагаются на солнцезащитные средства и, покрыв ими все тело, смело часами отдыхают под открытым небом.

Нельзя забывать, что любой, даже самый лучший солнцезащитный крем, требует повторного нанесения каждые два часа, и даже это не отменяет разумного режима пребывания на улице. В вопросе защиты от ультрафиолета, как и во многом в жизни, стоит сохранять осознанность и придерживаться баланса.

Защита кожи от солнца

Как же получать от солнца пользу без вреда для здоровья?

Загорать 15 мин в день — этого достаточно

Каждый день загорать по 15 мин – этого достаточно, чтобы организм вырабатывал необходимую дозу витамина D. Разумеется, впитывать прямые лучи допустимо только при слабом солнце, то есть ранним утром или после 17-18 ч. Во время принятия полезных солнечных ванн никакая защита не нужна. Все остальное время, которое вы желаете провести на улице, будьте в тени или же используйте самую простую физическую защиту: носите широкую шляпу, обязательно солнцезащитные очки и легкую дышащую одежду (например, из льна), максимально прикрывающую тело.

Постепенно приучать кожу к солнцу

Исследовательским путем было выявлено, что люди, регулярно бывающие на солнце, имеют более устойчивую защиту против ультрафиолета, реже сгорают и меньше подвержены развитию кожных заболеваний. Речь идет о том, что организм нужно приучать к солнечным ваннам постепенно, начиная от нескольких минут, выходить на солнце регулярно, как на процедуру, не нанося никаких защитных средств, но все так же беречься от сильного солнца и не допускать ожогов.

Другое исследование установило, что дети, с юного возраста гулявшие под «здоровым» солнцем, во взрослые годы меньше были подвержены ультрафиолетовой опасности, потому что у них годами были развиты естественные защитные механизмы.

Использовать натуральные средства для загара

Есть множество натуральных продуктов, которые наделены SPF-фактором от природы. К ним относятся базовые и растительные масла холодного отжима: конопляное, оливковое, кунжутное, кокосовое, жожоба, авокадо, макадамии, грецкого ореха, масло зародышей пшеницы и другие.

Да, они дают совсем слабую защиту (до SPF-10), но зато вы будете спокойны, что ваше средство для кожи натуральное и безопасное. К тому же, растительные масла будут дополнительно увлажнять и питать ваше тело. Для более интенсивной защиты используйте масло семян моркови (SPF до 40) или масло семян малины (SPF до 50), которое укроет от обоих видов опасных лучей.

Дополнительно для повседневной защиты от солнца можно использовать минеральную пудру. Мелкие частички минералов в ней будут создавать физический барьер и не пропускать лучи к вашей коже. Конечно, такое средство даст SPF не больше 15–30, но зато оно будет выполнять сразу две задачи: и противостоять ультрафиолету, и матировать. Проверяйте, чтобы состав пудры был натуральным, без синтетических красителей, парабенов и консервантов, без талька и висмут оксихлорида. Зато в минеральной пудре приветствуются оксид цинка и диоксид титана – именно эти составляющие предохраняют от UVA и UVB-лучей.

Использовать натуральные средства после загара

Хитрость еще в том, что ультрафиолет продолжает повреждать некоторые клетки кожи в течение нескольких часов после пребывания на солнце, даже если уже стемнело. Этот процесс можно остановить антиоксидантом, поэтому возьмите себе за правило после принятия солнечной ванны наносить на тело средство, содержащее витамин Е. К ним относятся почти все известные растительные масла: подсолнечное, оливковое, льняное, кунжутное, кукурузное, репейное, миндальное, масло из ростков пшеницы и так далее.

Есть продукты для защиты от солнца

И еще один наиболее естественный и действенный способ защиты от солнца, конечно, правильное питание. В рационе должно быть много антиоксидантных продуктов (зеленый чай, помидоры, гранат, орехи, семечки, ягоды, зелень, цитрусовые и не только), но, съеденные сегодня, они дадут эффект только через пару недель.

Для снабжения организма антиоксидантами существуют также специальные БАДы.

А еще, лето – прекрасное время, чтобы отказаться от курения и алкоголя, потому что они, помимо прочего, подрывают естественную защиту кожи.

Солнечные лучи, без всяких сомнений, оказывают большое влияние на человека. Они влияют на его настроение и самочувствие. Как было сказано выше, без солнца не было бы жизни на Земле. Но вред от солнца также может быть весьма значительным. Поэтому необходимо всегда соблюдать меру во всем и включать осознанность своих действий.

Солнце излучает свою энергию во всех длинах волн, но по-разному. Приблизительно 44% энергии излучения приходится на видимую часть спектра, а максимум соответствует желто-зеленому цвету. Около 48% энергии, теряемой Солнцем, уносят инфракрасные лучи ближнего и дальнего диапазона. На гамма-лучи, рентгеновское, ультрафиолетовое и радио излучение приходится лишь около 8%.

Видимая часть солнечного излучения при изучении с помощью спектроанализирующих приборов оказывается неоднородной – в спектре наблюдаются линии поглощения, впервые описанные Й.Фраунгофером в 1814 году. Эти линии возникают при поглощении фотонов определенных длин волн атомами различных химических элементах в верхних, относительно холодных, слоях атмосферы Солнца. Спектральный анализ позволяет получить информацию о составе Солнца, поскольку определенный набор спектральных линий исключительно точно характеризует химический элемент. Так, например, с помощью наблюдений спектра Солнца было предсказано открытие гелия, который на Земле был выделен позже.

В ходе наблюдений ученые выяснили, что Солнце – мощный источник радиоизлучения. В межпланетное пространство проникают радиоволны, которые излучает хромосфера (сантиметровые волны) и корона (дециметровые и метровые волны). Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие – постоянную и переменную (всплески, «шумовые бури»). Во время сильных солнечных вспышек радиоизлучение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по сравнению с радиоизлучением спокойного Солнца. Это радиоизлучение имеет нетепловую природу.

Рентгеновские лучи исходят в основном от верхних слоев хромосферы и короны. Особенно сильным излучение бывает в годы максимума солнечной активности.

Солнце излучает не только свет, тепло и все другие виды электромагнитного излучения. Оно также является источником постоянного потока частиц – корпускул. Нейтрино, электроны, протоны, альфа-частицы, а также более тяжелые атомные ядра все вместе составляют корпускулярное излучение Солнца. Значительная часть этого излучения представляет собой более или менее непрерывное истечение плазмы – солнечный ветер, являющийся продолжением внешних слоев солнечной атмосферы – солнечной короны. На фоне этого постоянно дующего плазменного ветра отдельные области на Солнце являются источниками более направленных, усиленных, так называемых корпускулярных потоков. Скорее всего они связаны с особыми областями солнечной короны – коронарными дырами, а также, возможно, с долгоживущими активными областями на Солнце. Наконец, с солнечными вспышками связанны наиболее мощные кратковременные потоки частиц, главным образом электронов и протонов. В результате наиболее мощных вспышек частицы могут приобретать скорости, составляющие заметную долю скорости света. Частицы с такими большими энергиями называются солнечными космическими лучами.

Солнечное корпускулярное излучение оказывает сильное влияние на Землю, и прежде всего на верхние слои ее атмосферы и магнитное поле, вызывая множество геофизических явлений. От вредного влияния излучения Солнца нас защищает магнитосфера и атмосфера Земли.

Солнце - главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.

Структура Солнца

Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.

Ядро.
Зона лучистого переноса.
Конвективная зона.
Атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона, солнечный ветер.

Диаметр солнечного ядра составляет 150-175 000 км, около 20-25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.

Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения.

Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность - это и есть конвекция.

Фотосфера - это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.

Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы - спикулы.

Последняя внешняя оболочка нашей звезды - корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны - 1-2 млн К, но есть участки с 20 млн К.

Солнечный ветер - это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.

Солнечное излучение

Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.

Солнце - самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:

ультрафиолетовые лучи;
видимый свет - 44% солнечной энергии (преимущественно желто-зеленый спектр);
инфракрасные лучи - 48%;
рентгеновское излучение;
радиационное излучение.

Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.

Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.

Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.

Воздействие УФ лучей

Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.

На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:

способствует выработке витамина D;
обладает антисептическими свойствами;
вызывает появление загара;
усиливает работу кроветворных органов;
повышает свертываемость крови;
увеличивается щелочной резерв;
дезинфицирует поверхности предметов и жидкости;
стимулирует обменные процессы.

Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.

В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется.

Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет

Все тепло на Земле - это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.

Удивительно, но Земля выступает в роли инфракрасного излучателя. Планета, а также облака поглощают ИК лучи, а затем переизлучают эту энергию обратно в атмосферу. Такие вещества как водяной пар, капли воды, метан, диоксид углерода, азот, некоторые соединения фтора и серы излучают ИК лучи во всех направлениях. Именно благодаря этому имеет место парниковый эффект, который поддерживает поверхность Земли в постоянно подогретом состоянии.

Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:

обеззараживают;
улучшают метаболизм;
стимулируют кровообращение;
снимают болевые ощущения;
нормализуют водно-солевой баланс;
укрепляют иммунитет.

Почему зимой Солнце греет слабо

Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй - Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.

Что, если собрать все видимое излучение Солнца в луч типа лазерного диаметром в метр и направить его на Землю?
Макс Шефер

Вот что описал Макс:

Оказавшись на пути луча, вы, разумеется, быстро умрете. И даже не «от чего-то», как обычно бывает, - вы просто превратитесь из биологического явления в физическое.

Когда луч света достигнет атмосферы, он за доли секунды нагреет воздух в точке попадания до миллионов градусов[ 1 ] . ↲ По Фаренгейту, Цельсию, Ранкину или Кельвину - совершенно не важно. ↳ Этот воздух превратится в плазму и станет рассеивать тепло во всех направлениях в виде рентгеновских лучей. Они будут нагревать окружающий воздух, превращая и его в плазму, которая будет излучать инфракрасный свет. Это как взрыв водородной бомбы, но куда интенсивнее.

Это излучение испарит все вокруг, превратит ближайшую область атмосферы в плазму и примется пожирать поверхность Земли.

Что, если вы окажетесь на другой стороне планеты? Вам все равно не выжить - при таком раскладе Земля обречена. Но от чего именно вы умрете?

Размера Земли хватит, чтобы защитить людей на обратной стороне от луча Макса, хоть и ненадолго. Сейсмические волны от разрушений тоже не сразу пройдут планету насквозь. Но вас все равно убьют не они. Земля - не идеальный щит.

Вас погубят сумерки.

Ночью темно [ ] , потому что Солнце светит на другую сторону планеты [ ] . Но темнота ночного неба не всегда абсолютна . Перед рассветом и после заката видно свечение, потому что атмосфера искривляет свет скрывшегося Солнца.

Если наш луч поразит Землю, в атмосферу вырвется спектр излучений от рентгеновского до теплового, так что стоит разобраться в том, как разные виды света взаимодействуют с воздухом.

Говоря об обычном свете, вы, возможно, слышали о рэлеевском рассеянии как ответе на вопрос «почему небо голубое?». Объяснение в целом верное, но ответ «потому что воздух голубой», пожалуй, даже лучше. Конечно, он голубой по множеству физических причин, но все обладает цветом по множеству физических причин[ 2 ] . ↲ На вопрос «почему Статуя Свободы зеленая?» мы ответим что-то вроде «статуя покрыта медью и когда-то была медного цвета, но со временем из-за окисления образовался слой карбоната меди, а он зеленый». Мы не станем говорить «статую делает зеленой рассеивание и поглощение света определенных частот молекулами поверхности».

Когда воздух нагревается, электроны теряют связь с ядрами атомов - получается плазма. Сквозь нее проходит поток радиации от луча, так что надо узнать, насколько эта плазма прозрачна для различных видов излучений. Здесь я хочу вспомнить статью Харриса Л. Мейера от 1964 года Расчеты прозрачности. Прошлое и будущее , ее вводный абзац - лучший среди всех работ по физике, что я видел:

Предпосылки к этой работе появились несколько миллиардов лет назад. Как только звезды начали формироваться, прозрачность стала одним из базовых параметров, определяющих структуру физического мира, в котором мы живем. А в последнее время, с развитием ядерного оружия, работающего при внутризвездных температурах, прозрачность становится также одним из базовых параметров, определяющих процессы, от которых мы все можем умереть.

Плазма лучше воздуха пропускает рентгеновские лучи. Они пройдут ее насквозь и нагреют благодаря эффекту Комптона и рождению пар . Но лучи быстро остановятся, как только соприкоснутся с неплазменным воздухом снаружи. Вот только плазменная сфера будет постоянно расширяться благодаря рентгеновским лучам от сверхнагретого воздуха вокруг луча. Новая плазма по краям добавит инфракрасного излучения в раскаляющий все на своем пути поток.

Кольцо тепла и света разнесется по планете, нагревая воздух и землю. С разогревом воздуха плазма и излучение будут все дальше распространяться за горизонт. Кроме того, часть атмосферы будет выбита лучом в космос и оттуда станет отражать свет обратно на планету.

Точная скорость, с которой радиация обогнет Землю, зависит от различных характеристик атмосферного рассеяния, но она неважна, если все это время Луна будет в четверти.

Когда устройство Макса включится, Луны не станет видно - освещающий ее солнечный свет будет собран в луче. После того как он коснется атмосферы, выглянет четверть Луны.

Когда луч из устройства Макса коснется атмосферы Земли, свет от точки контакта осветит Луну. В зависимости от позиции спутника и вашего расположения на поверхности планеты, один только отраженный лунный свет может запросто испепелить вас…

…а сумерки, окутав планету, принесут с собой последний закат[ 3 ] . ↲ Этой картинкой удобно досаждать определенным группам людей:

От полного уничтожения Землю могла бы спасти одна тонкость. Способен ли механизм Макса держать на мушке движущуюся цель? Если нет, планета уберется из-под удара всего за три минуты. Люди, правда, все равно изжарятся, атмосферы и поверхности станет заметно меньше, но основная масса Земли обугленной глыбой продолжит свой путь по орбите.

Нашему солнечному лучу смерти откроется дальний космос. Если годы спустя он достигнет другой планетной системы, то будет уже слишком рассеянным и не сможет ничего испепелить, но его яркости наверняка хватит, чтобы разогреть поверхности местных планет.

Может, сценарий Макса и обрек Землю на уничтожение, но - если это кого-то утешит - мы не обязательно умрем в одиночестве.