Почему солнце так долго горит. Почему Солнце светит? Как оно "работает" и как влияет на нашу планету? Основные понятия и определения

Чтобы костер горел долго, в него постоянно надо подбрасывать дрова. Мы все об этом знаем. Но вот вопрос, а почему солнце не гаснет? Почему солнце горит на протяжении многих миллиардов лет и светит все также ярко и греет жарко? Какое такое топливо не дает погаснуть солнцу? И почему солнышко всегда такое горячее? Как много почему задают наши маленькие «почемучки». Что же давайте попробуем ответить на их вопросы.

Когда-то, давным-давно ученые думали, что горит уголь, но подсчитав, на сколько лет может солнцу хватить этого топлива – удивились, весь уголь должен давно уже сгореть, а погаснуть.

Время все шло, а солнце и не думало тухнуть и словно подсмеивалось над учеными: «Ага! Не можете отгадать мою главную тайну! Вам незачем знать мои сокровенные секреты, достаточно того, что я обогреваю вас». «Как зачем?» – еще больше удивлялись ученые, «если разгадать твою тайну, то на нашей земле можно создать много небольших искусственных солнц! Ведь твоя солнечная энергия очень дешевая по сравнению с другими видами энергоносителей.

Например, уголь приходится людям добывать из-под толщи земли и грузить на огромные железнодорожные платформы. Вести это немыслимое количество угля на электростанции, чтобы они вырабатывали электроэнергию. И потом, ресурсы планеты не бесконечны, с каждым годом , угля и газа на земле становится все меньше и меньше. Их запасы исчезают все быстрее, потому что человечество нуждается во все большем количестве энергии. А твои солнечные запасы энергии бесконечны. И чтобы получить солнечную энергию не нужно рыть глубокие скважины для нефти или сооружать подземные шахты для угля. Вот для чего нам нужно знать на каких волшебных дровах ты, солнышко, горишь».

И вправду, если бы нашлись такие «дрова», то вся техника земли стала бы работать, только лишь на энергии солнца. Эта энергии согрела бы и осветила наши жилища, стала бы незаменимой помощницей по выращиванию овощей и фруктов.

Но все, же наши ученые сумели разгадать загадку . Они научились превращать вещество, преобразую его друг в друга. Вот, например, газ водород, ученые превращают в газ гелий. Или гелий преобразуют в твердый углерод. А если нужно твердый углерод превратить в металл магний, они делают и это. Могут магний превратить в кремний, а сам кремний в обычное , из которого можно сделать довольно много нужных вещей.

Ученые, не смотря на трудности, добились очень хороших результатов и выяснили, что при превращении одного вещества в другое, выделяется очень большое количество ! Ученые это назвали – реакцией. И это огромный прорыв в земной науке. Представьте себе, что вместо огромных гор угля на корабль погрузят маленькую горошину – вещество. При преобразовании этой горошины-вещества в другое вещество, выделит столько энергии, что ее хватит на очень долгое плавание.

Но, к сожалению пока все это в теории, ведь чтобы такие превращения стали реальностью, необходимы такие особенные условия, создать пока невозможно. Но ученые наверняка что-нибудь придумают. И создадут такие же условия, как на солнце, в каком-нибудь маленьком контейнере. Ведь на солнце постоянно происходят подобные реакции: водород преобразуется в гелий, а гелий превращается в углерод,…поэтому солнце не остывает очень долгое время и вряд ли остынет в ближайшем будущем. Ему суждено гореть многие миллиарды лет!

Думаю, ни для кого ни секрет, что наше солнце и те звезды, которые мы видим ночью на небе одинаковы. Вот только "ночные" звезды отдалены от нас намного дальше, чем солнце.

Звезды - это огромные шарообразные скопления из раскаленного газа. Как правило, звезды состоят на более чем 99% из газа, на оставшиеся доли процента приходится огромное количество элементов (к примеру в нашем солнце их около 60). Температура поверхностей различных типов звезд колеблется от 2 000 до 60 000 градусов Цельсия.

Что же заставляет звезды излучать свет? Древние мыслители думали, что поверхность солнца постоянно горит, и поэтому излучает свет и тепло. Однако это не так. Во-первых, причина излучения тепла и света находится намного глубже поверхности звезды, а именно в ядре . Ну и во-вторых, процессы происходящие в недрах звезд вовсе не похожи на горение.

Процесс, происходящий в недрах звезд, называется . Если в двух словах, то термоядерный синтез - это процесс перехода материи в энергию, причем из минимального количества материи высвобождается невероятное количество энергии.

С научной точки зрения, - это реакция, при которой более легкие атомные ядра - обычно изотопы водорода (дейтерий и тритий) сливаются в более тяжелые ядра - гелия . Чтобы произошла эта реакция необходима невероятно высокая температура - несколько миллионов градусов.

Эта реакция и происходит в нашем солнце: при температуре ядра 12 000 000 градусов 4 атома водорода сливаются в 1 ядро гелия и при этом высвобождается невообразимое количество энергии: тепла, света и электромагнетизма.

Как можно было догадаться солнце не вечно , оно со временем "спалит само себя". Ученые считают, что в нем еще хватит материи приблизительно на 4-6 миллиардов лет, т.е. где-то на столько же, сколько оно уже просуществовало.

Звезды излучают огромное количество тепла и света многие миллиарды лет, что требует огромного расхода топлива. До двадцатого века никто не мог представить, что это за топливо. Самый огромной проблемой физики был большой вопрос — откуда звезды берут энергию? Все, что мы могли, так это смотреть в небо и осознавать, что в наших знаниях зияет огромная ”дыра”. Чтобы понять секрет звезд, нужен был новый двигатель открытий.

Чтобы открыть секрет, понадобился гелий. Теория Альберта Эйнштейна доказала, что звезды могут получать энергию внутри атомов. Секрет звезд — это уравнение Эйнштейна, которая заключается в формуле Е = мс 2 . В некотором смысле, число атомов из которого состоит наше тело — это концентрированная энергия, сжатая энергия, энергия сжатая в атомы (частицы космической пыли),из которой состоит наша вселенная. Эйнштейн доказал, что эту энергию можно высвободить, если столкнуть два атома. Такой процесс называется термоядерный синтез, именно эта сила питает звезды.

Вообразите, но физические свойства маленькой, субатомной частицы определяют строение звезд. Благодаря теории Эйнштейна, мы узнали, как высвободить эту энергию внутри атома. Теперь ученые пытаются смоделировать источник звездной энергии, чтобы обрести власть над мощью синтеза в лаборатории.

В стенах лаборатории, близ Оксфорда в Англии, стоит машина, которую Эндрю Кирк и его команда превращают в лаборатории “звезду”. Эта установка называется Токамак. В сущности — это большая магнитная бутылка, которая удерживает очень горячую плазму, благодаря которой можно смоделировать условия, подобно таким, как внутри у звезды.

Внутри Токамака, противостоят друг другу атомы водорода. Чтобы столкнуть атомы друг с другом, Токамак нагревает их до 166 млн. градусов, при такой температуре атомы движутся настолько быстро, что не могут избежать столкновения друг с другом. Нагревание — это движение, движение нагретых частиц хватит для того, чтобы преодолеть силу отталкивания. Летящие со скорость тысячи километров в секунду, эти атомы водорода врезаются друг в друга и объединяются, образуя новый химический элемент – гелий и небольшое количество чистой энергии.

Водород весит чуть больше гелия, в процессе горения масса теряется, потерянная масса превращается в энергию. Токамак может поддерживать синтез доли секунды, но в нутрии звезды слияние ядер не прекращается миллиарды лет, причина проста – размер звезды.

Звезда живет за счет притяжения. Вот почему звезды большие, огромные. Чтобы сжать звезду, нужна огромная сила притяжения, для того чтобы выделить невероятное количество энергии, достаточного для термоядерного синтеза. Вот в чем секрет звезд, вот почему они светятся.

Синтез в ядре звезды Солнца, каждую секунду генерирует мощность, которой хватило бы на миллиард ядерных бомб. Звезда — это гигантская водородная “бомба”. Почему тогда ей просто не разлететься на куски? Дело в том, что силы тяжести сжимают внешние слои звезды. Сила тяжести и синтез ведут грандиозную войну, притяжение которых хочет смять звезду и энергия синтеза, которая стремится разнести звезду изнутри, этот конфликт и это равновесие создают звезду.

Это борьба за власть, продолжается всю жизнь у звезды. Именно эти бои на звездах создают свет и каждый луч звездного путешествие совершает невероятное путешествие, свет проходит 1080 миллионов километров в час. За одну секунду, луч света может семь раз обогнуть землю, ни что во вселенной не движется так быстро.

Поскольку большинство звезд очень далеко, свет до нас летит сотни, тысячи, миллионы и даже миллиарды лет. Когда орбитальная космическая станция Хабл заглядывает в дальние уголки нашей вселенной, она видит свет, который летел миллиарды лет. Свет звезды Этекилии, который мы видим сегодня, отправился в путь – 8 тысяч лет назад, свет Бетельгейзи, летел с тех пор, как Колумб открыл Америку — 500 лет назад. Даже свет Солнца, летит до нас целых 8 минут.

Когда солнце синтезирует из водорода гелий, возникает частица света – фотон. Этому лучу света, предстоит долгий и нелегкий путь к поверхности Солнца. Вся звезда препятствует ему, когда возникает фотон он врезается в другой атом, другой протон, другой нейтрон, неважно, он поглощается, потом отражается в другом направлении и так хаотично двигаясь внутри Солнца он должен пробиться наружу.

Фотону предстоит бешено носится, миллиарды раз врезаться в атомы газа и отчаянно рваться наружу. Забавно, для того чтобы выбраться из ядра Солнца, фотону требуется тысячи лет и всего 8 минут, чтобы с поверхности Солнца долететь до Земли. Фотоны — источники тепла и света, благодаря которым поддерживается разнообразная и удивительная жизнь на нашей планете Земля!

Тип урока: комбинированный

Цель

формирование представлений о звездах, о том, что Солнце - ближайшая к Земле звезда, показать разнообразие звезд; ознакомление с естественным спутником Земли - Лунной, ее особенностями.

Планируемые результаты

Предметные

Научатся: сопоставлять видимые и реальные размеры звёзд; наблюдать картину звёздного неба, находить созвездие льва.

Получат возможность научитьсяработать с атласом - определителем; наблюдать картину звездного неба; выстраивать рассуждения на заданную тему.

Метапредметные

Регулятивные: понимать учебную задачу урока, стремиться её выполнить и оценивать свои достижения.

Познавательные: работа в паре: моделировать форму и сравнительные параметры некоторых звёзд, проводить взаиопроверку.

Коммуникативные: слушать собеседника; формулировать собственное мнение и позицию, задавать вопросы.

Личностные результаты

Определять мотивы учебной деятельности; принимать и осваивать социальную роль обучающегося; понимать целостную картину мира; мотивация учебной деятельности (учебно-познавательная).

Основные понятия и определения

Звезда, Солнце, размер звезд, восход, заход солнца, день, ночь, созвездие.

Подготовка к усвоению нового материала

Узнаем, что такое Солнце. Научимся изготав-ливать модели звёзд. Будем учиться находить на небе созвездие Льва.

Вспомните, что можно увидеть на небе днём и ночью. Что вы знаете о Солнце и звёздах?

Изучение нового материала

Почему Солнце светит днём, а звёзды — ночью?

А знаете ли вы, что Солнце — это ближай-шая к Земле звезда? Все звёзды — огромные пылающие шары. Многие из них гораздо больше Солнца. Подумайте, почему они ка-жутся нам маленькими светящимися точками

Вылепите из пластилина модели звёзд, изо-бражённых на рисунке. Правильно покажите их форму, цвет и сравнительные размеры. Проверьте работу друг у друга.

Рассмотрите на рисунке созвездие Льва. Подумайте, почему оно так называется. По какой фигуре из звёзд можно найти на небе это созвездие? Проверьте себя с помощью атласа-определителя.

Изготовьте модель созвездия Льва

Вечером, когда стемнеет, найдите на небе созвездие Льва. Если потребуется, восполь-зуйтесь атласом-определителем.

Вывод

Солнце не просто светит днём, оно само создаёт день. Когда оно восходит и осве-щает землю, начинается день. А когда заходит — начинается ночь. Тогда-то и ста-новятся видны звёзды, которые светят гораздо слабее Солнца.

1.Что нового вы узнали о Солнце и звёз-дах? 2. Почему днём на небе не видно звёзд? 3. Почему они становятся видны »» ночью? 4. Как найти на небе созвездие Льва?

Почему светит Солнце -1

Почему светит солнце -2

Почему светит Солнце ?

Почему светятся звезды ?

Почему мы видим звезды ?

Видны ли звёзды днём ?