Реферат : Откуда берется энергия Солнца? 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Астрономия


Откуда берется энергия Солнца?




Реферат по астрономии на тему:

Откуда берется энергия солнца?

ученика 11 Б класса

гимназии № 25

Почему Солнце светит и не остывает уже миллиарды лет? Какое «топливо» даёт ему энергию? Ответы на эти вопросы учёные искали веками, и только в начале ХХ в. было найдено правильное решение. Теперь известно, что Солнце, как и другие звёзды, светит благодаря протекающим в его недрах термоядерным реакциям. Что же это за реакции?

Если ядра атомов лёгких элементов сольются в ядро атома более тяжёлого элемента, то масса нового ядра окажется меньше, чем суммарная масса тех ядер, из которых оно образовалось. Остаток массы превращается в энергию, которую уносят частицы, образовавшиеся в ходе реакции. Эта энергия почти полностью переходит в тепло. Такая реакция синтеза атомных ядер может происходить только при очень высоком давлении и температуре свыше 10 млн. градусов. Поэтому она и называется термоядерной.

Основное вещество, составляющее Солнце водород, на его долю приходится около 71% всей массы светила. Почти 27% принадлежит гелию, а остальные 2% – более тяжёлым элементам, таким, как углерод, азот, кислород и металлы. Главным «топливом» на Солнце служит именно водород. Из четырёх атомов водорода в результате цепочки превращений образуется один атом гелия. А из каждого грамма водорода, участвующего в реакции, выделяется 6*1011 Дж энергии! На Земле такого количества энергии хватило бы для того, чтобы нагреть от температуры 0 С до кипения 1000 м3 воды!

Рассмотрим механизм термоядерной реакции превращения водорода в гелий, которая, по-видимому, наиболее важна для большинства звёзд. Называется она протон-протонной, так как начинается с тесного сближения двух ядер атома водорода – протонов.

Протоны заряжены положительно, поэтому взаимно отталкиваются, причём, по закону Кулона, сила эта обратно пропорциональна квадрату расстояния и при тесных сближениях должна стремительно возрастать. Однако при очень высокой температуре и давлении скорости теплового движения частиц столь велики, а частицам так тесно, что наиболее быстрые из них всё же сближаются друг с другом и оказываются в сфере влияния ядерных сил. В результате может произойти цепочка превращений, которая завершится возникновением нового ядра состоящего из двух протонов, – ядра гелия.

Далеко не каждое столкновение двух протонов приводит к ядерной реакции. В течение миллиардов лет протон может постоянно сталкиваться с другими протонами, так и не дождавшись ядерного превращения. Но если в момент тесного сближения двух протонов произойдёт ещё и другое маловероятное для ядра событие – распад протона на нейтрон, позитрон и нейтрино (такой процесс называется бета-распадом), то протон с нейтроном объединяются в устойчивое ядро атома тяжёлого водорода – дейтерия.

Ядро дейтерия (дейтрон) по своим свойствам похоже на ядро водорода, только тяжелее. Но в отличие от последнего в недрах звезды ядро дейтерия долго существовать не может. Уже через несколько секунд, столкнувшись ещё с одним протоном, оно присоединяет его к себе, испускает мощный гамма-квант и становится ядром изотопа гелия, у которого два протона связны не с двумя нейтронами, как у обычного гелия, а с одним. Раз в несколько миллионов лет такие ядра лёгкого гелия сближаются настолько тесно, что могут объединиться в ядро обычного гелия, «отпустив на свободу» два протона.

Итак, в итоге последовательных ядерных превращений образуется ядро обычного гелия. Порожденные в ходе реакции позитроны и гамма-кванты передают энергию окружающему газу, а нейтрино совсем уходят из звезды, потому что обладают удивительной способностью проникать через огромные толщи вещества, не задев ни одного атома.

Реакция превращения водорода в гелий ответственна за то, что внутри Солнца сейчас гораздо больше гелия, чем на его поверхности. Естественно, возникает вопрос: что же будет с Солнцем, когда весь водород в его ядре выгорит и превратится в гелий, и как скоро это произойдёт?

Оказывается, примерно через 5 млрд. лет содержание водорода в ядре Солнца настолько уменьшится, что его «горение» начнётся в слое вокруг ядра. Это приведёт к «раздуванию» солнечной атмосферы, увеличению размеров Солнца, падению температуры на поверхности и повышению её в ядре. Постепенно Солнце превратится в красный гигант – сравнительно холодную звезду огромного размера с атмосферой, превосходящей границы орбиты Земли. Жизнь Солнца на этом не закончится, и оно будет претерпевать ещё много изменений, пока в конце концов не станет холодным и плотным газовым шаром, внутри которого уже не происходит никаких термоядерных реакций.

Похожие работы:

  • Солнечно-Земные связи и их влияние на человека

    Курсовая работа >> Авиация и космонавтика
    ... Солнечная атмосфера Состав солнца Что говорит наука о солнце Каковы источники энергии Солнца Солнечные и лунные ... находятся в постоянном движении. 5. Каковы источники энергии Солнца Откуда берется энергия Солнца, не остывает ли оно и долго ...
  • Нетрадиционные источники энергии

    Реферат >> Наука и техника
    ... 71 % всей земной поверхности. Энергия солнца. В последнее время интерес к ... и свободна. Из космоса поступает энергия Солнца. Она нагревает воздух и образует ... же заинтересовавшим исследователей, был вопрос: откуда берется энергия лучей, испускаемых ураном, и ...
  • Эпоха царствования Екатерины II

    Реферат >> История
    ... 3. Что такое энергия 4. Энергия солнца 5. Ветровая энергия 6. Энергия рек 7. Энергия Земли 8. Энергия океана 9. Атомная энергия 10. Заключение 11 ... же заитересовавшим исследователей, был вопрос: откуда берется энергия лучей, испускаемых ураном, и почему уран ...
  • Модель большого взрыва и расширяющейся Вселенной

    Реферат >> Астрономия
    ... рассказывал, как Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, вращается вокруг центра ... тогда сразу возникает вопрос: откуда берется энергия? Ответ таков. Полная энергия Вселенной в точности равна ...
  • Ядерная физика и строение Солнца

    Реферат >> Математика
    ... не решена. Строение Солнца Наше Солнце - это огромный источник энергии. Не будь его ... нашего светила и понять, откуда же там берется энергия. К сожалению, Солнце само по себе очень ... ему многократно менять свою энергию по пути от Солнца до Земли. Услышав ...
  • Горы: от душевного и физического напряжения – к здоровью

    Статья >> Медицина, здоровье
    ... от пота, попадаем под закат солнца, а на высоте 2,5 км холод в считанные ... будет остановка, а “не вовремя” закатившееся солнце лишает нас этой радости, растет ... влияет на физическое состояние. Задумайтесь, откуда берется энергия на проход 120 км участка ...
  • Регистрация паранормальных явлений

    Реферат >> Психология
    ... и при этом отмечалось изменение энергии меж­молекулярных взаимодействий и структурных особенностей воды ... ; во-вторых, не ясно, откуда берется энергия при проявлении пси-фено­менов и, в- ... прекратился, что снова вышло яркое солнце и что всем растениям, в ...
  • Концепция современного естествознания

    Контрольная работа >> Биология
    ... пищи приводит к ожирению? Откуда берется энергия для жизни и какова при ... требуется непрерывная затрата энергии. Кроме того, энергия необходима и для ... . Первичным источником энергии в живых организмах является Солнце. Энергия, приносимая световыми квантами ...
  • Никола Тесла (Nikola Tesla). Гений-одиночка или безумец опередивший своё время?

    Реферат >> История
    ... над проблемой энергии всей Вселенной. Изучал, что движет солнце и светила. ... Пытался сам научиться управлять космической энергией. И наладить ... в подзарядке. Все спрашивали Тесла: "Откуда берется энергия?" Он отвечал: "Из эфира". ...
  • Творчество Микеланджело Буонарроти

    Реферат >> Культура и искусство
    ... из старого. – А откуда берется новое? – Оттуда же, откуда берется все искусство. Из души ... гладкими поверхностями. Привычная для Микеланджело энергия пластических масс, выраженная в слитной ... и смерть тщеславной дани: У солнца солнц - свет все же не погас ...