Тема: Определение площади солнечного пятна

Цель работы: рассмотреть фотографию солнечного диска с пятнами и получить представление об их возможной форме, количестве и расположении; рассчитать линейный размер пятна и сравнить его площадь с площадью поверхности планеты Земля.

Теория. Пятна на Солнце впервые наблюдал в телескоп Галилей в 1610 году, хотя ещё в Никоновской летописи в 1365 и 1371 годах говорится «бысть знамение в Солнце, места черны по Солнцу аки гвозди».

Пятна - более холодные области фотосферы (с температурой 3500⁰К). Образование пятен связано с магнитным полем Солнца. Небольшие пятна имеют в поперечнике несколько тысяч километров. Размеры крупных пятен достигают 100 000 км; такие пятна существуют около месяца. Пятна - места выхода в атмосферу сильных магнитных полей, которые уменьшают поток энергии, исходящей из ядра. Следствием этого и является падение температуры в местах их выхода.

Солнечные пятна часто образуют группы, которые могут занимать значительную площадь на солнечном диске.

Факелы горячее атмосферы примерно на 2000⁰К, имеют ячеистую структуру с величиной ячейки ~30000км. Факелы образуются в результате конвекции из глубоких слоев Солнца и могут существовать недели и месяцы.

Часто образуются целые факельные поля. Внутри факельных полей не обязательно образуются пятна. Сначала внутри факельного поля появляется черная точка, которая быстро растёт и через сутки возникает пятно с резкой границей. Через 3-4 дня вокруг пятна появляется полутень. На 10-ый день размеры пятна максимальны, затем оно уменьшается и исчезает (сначала исчезают самые мелкие пятна).

Солнечные вспышки похожи на огромные взрывы, длящиеся всего лишь несколько минут (высвобождается энергия порядка 100 000 миллиардов кВт/час). Столько тепла поступает от Солнца на Землю в год! Многие учёные считают, что вспышки вызываются резким изменением магнитного поля в хромосфере.

Ход работы:

1. Измерьте с помощью линейки диаметр Солнца  (на фотографии; можно прямо на экране монитора) и запишите полученный результат в условных единицах масштаба (например, значение диаметра Солнца вы получили 20 см = 200 мм = 200 у.е. (условных единиц масштаба)): ________

2. Зная, что линейный (реальный) диаметр Солнца приблизительно равен , можно рассчитать линейный масштаб изображения, то есть сколько реальных километров содержится в 1 условной единице масштаба (запишите полученный масштаб, используя стандартную запись числа): .

3. Найдите на фотографии пятно, размер которого вы будете измерять (согласно вашего варианта). Приблизительно измерьте с помощью линейки диаметр пятна  и запишите это значение в условных единицах масштаба: ____________________.

4. Вычислите линейный диаметр пятна по формуле: .

Переведите в систему СИ данное значение диаметра:  ___________________.

5. Вычислите примерную площадь пятна  (в СИ), считая его круглым (используйте формулу: ).

6. Запишите средний радиус нашей планеты Земля (в СИ): .

7. Рассчитайте площадь поверхности планеты Земля (принимая её форму за шар и, используя формулу ):

8. Перечертите в тетрадь таблицу и занесите в неёивсе полученные данные и:

 

Номер пятна	Диаметр Солнца	Линейный диаметр Солнца	Линейный масштаб изображения	Диаметр пятна	Линейный диаметр пятна	Площадь пятна	Площадь поверхности Земли
	D, у.е.	Dл, км	mл, км/у.е.	d, у.е.	dл, м	Sп, м2	SЗ, м2

 

9. Сделайте вывод о полученных результатах (сравните полученные площади солнечного пятна и поверхности Земли. Какая площадь больше? Во сколько раз?)

Ответьте письменно на контрольные вопросы:

1. Каков источник энергии излучения Солнца? Опишите, какие изменения с его веществом происходят при этом?

2. В каких пределах изменяется температура на Солнце от его центра до фотосферы?

3. Что понимают под солнечной активностью и с чем её связывают?

4. Что такое солнечные пятна? Чем объясняется понижение температуры в области солнечных пятен?

5. Назовите периодичность солнечной активности.

6. Как влияет солнечная активность на живые организмы на Земле?

 

 

Варианты для выполнения практической работы: